133
Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California San Francisco Department of Public Health Program on Health, Equity and Sustainability Technical Report: September 2011

Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

  • Upload
    others

  • View
    1

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

Health Effects of Road Pricing  In San Francisco, California

San Francisco Department of Public Health Program on Health, Equity and Sustainability 

  

Technical Report: September 2011 

 

Page 2: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer
Page 3: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

 

 

   

Health Effects of Road Pricing in San Francisco, California: Findings from a Health Impact Assessment 

       

San Francisco Department of Public Health Program on Health, Equity and Sustainability 

      

 

 

September 2011 

 

 

 

 

 

This work was conducted with financial support from the  

Robert Wood Johnson Foundation’s Active Living Research Program. 

 

Page 4: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

 

 

This page left blank intentionally

Page 5: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

 

 

  

Suggested Citation:   

 Wier M, Bhatia R, McLaughlin J, Morris D, Comerford Scully C, Harris M, Bedoya J, Cowles S, Rivard T. 

Health Effects of Road Pricing in San Francisco, California: Findings from a Health Impact Assessment.  

San Francisco, CA: San Francisco Department of Public Health, September 2011. 

 

Acknowledgements: 

Project Lead:   

San Francisco Department of Public Health 

Project Director and Co‐Principal Investigator: 

Rajiv Bhatia 

Project Manager and Co‐Principal Investigator: 

Megan Wier  

Project Research Staff:  Jennifer McLaughlin, 

Devan Morris, Cyndy Comerford Scully, Michael 

Harris, Julian Bedoya, Stephanie Cowles, Tom 

Rivard 

 

In Coordination with:  

The San Francisco County Transportation 

Authority: Mobility, Access and Pricing 

Study Team 

Tilly Chang, Zabe Bent, Elizabeth Sall, Jesse 

Koehler, Liz Brisson, Michael Schwartz 

 

 

 

 

 

Project Consultants: 

Fehr & Peers Transportation Consultants 

Meghan Mitman 

San Francisco Injury Center 

Rochelle Dicker, Dahianna Lopez, Dharma 

Sunjaya

UC Berkeley ‐ School of Public Health 

Edmund Seto 

Walk San Francisco 

Elizabeth Stampe 

 

 

We would also  like to thank June Weintraub of 

the  San  Francisco Department of Public Health 

and  Jon  Levy  of  the  Harvard  School  of  Public 

Health  for  their  review  and  comment  on  this 

report. 

 

The views expressed herein do not necessarily reflect the official policies of the City and County of San Francisco; nor does mention of the San Francisco Department of Public Health imply its endorsement. 

Page 6: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

 

 

This page left blank intentionally 

Page 7: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

 

 

Table of Contents 

Executive Summary...................................................................................................................................‐ 1 ‐

I. Background ...................................................................................................................................‐ 5 ‐

A. Health Impacts of Transportation Systems.................................................................................................. ‐ 5 ‐

B. Road Pricing: Definition and United States Policy Context .......................................................................... ‐ 6 ‐

C. Road Pricing Proposals and Studies in San Francisco, California................................................................. ‐ 7 ‐

II. Screening and Primary Objectives .............................................................................................. ‐ 11 ‐

III. Scoping........................................................................................................................................‐ 13 ‐

A. Decision Alternatives, Temporal and Geographic Boundaries................................................................... ‐ 13 ‐

B. Potential Pathways from Congestion Pricing to Health Impacts............................................................... ‐ 14 ‐

C. Scope of Health Effects & Research Questions .......................................................................................... ‐ 16 ‐

D. Data Sources.............................................................................................................................................. ‐ 18 ‐

E. Methods..................................................................................................................................................... ‐ 19 ‐

F. Health Effects Characterization and Uncertainty Assessment .................................................................. ‐ 20 ‐

IV. Baseline and Future Conditions: Populations and Traffic...........................................................‐ 21 ‐

A. 2005 → 2015:  Impacted Populations........................................................................................................ ‐ 21 ‐

B. 2005 → 2015: Traffic Impacts ................................................................................................................... ‐ 24 ‐

V. Impact Analysis ...........................................................................................................................‐ 27 ‐

A. Vehicle Air Pollutants................................................................................................................................. ‐ 28 ‐

B. Road Traffic Noise...................................................................................................................................... ‐ 36 ‐

C. Active Transportation ................................................................................................................................ ‐ 43 ‐

D. Vehicle‐Pedestrian Injury Collisions ........................................................................................................... ‐ 50 ‐

E. Vehicle‐Cyclist Injury Collisions .................................................................................................................. ‐ 61 ‐

F. Health Inequities........................................................................................................................................ ‐ 66 ‐

G. Costs .......................................................................................................................................................... ‐ 70 ‐

VI. Recommendations ......................................................................................................................‐ 75 ‐

References ..............................................................................................................................................‐ 79 ‐ 

 

Page 8: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

 

 

Appendices 

Appendix A.  Methods:  Population Exposure Assignment for Air Quality and Noise Impacts Estimation  

Appendix B.  Methods:  Air Pollution Impacts on Premature Mortality 

Appendix C.  Methods: Noise Impacts on Community Annoyance and Myocardial Infarction 

Appendix D.  Methods: Active Transportation and Lives Saved from Walking and Cycling  

Appendix E.  Methods: Vehicle‐Pedestrian Injury Collision Impacts 

Appendix F.  Methods and Analyses: Pedestrian Environmental Quality Index 

Appendix G.  Methods: Vehicle‐Cyclist Injury Collision Impacts 

Appendix H.  Methods: Health Effects Characterization and Uncertainty Assessment 

Appendix I.    San Francisco Planning Neighborhood Boundaries and Names 

Attachments 

Attachment A.  San Francisco County Transportation Authority Mobility, Access and Pricing Study Fact Sheet, 

December 2010 

Attachment B.  San Francisco County Transportation Authority: The San Francisco Model… In 15 Minutes, 

Winter 2011  

 

 

Page 9: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

 

 

This page left blank intentionally 

Page 10: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

 

 

List of Tables 

Table 1.  Stages of Health Impact Assessment

Table 2.  Key Input Data for the Road Pricing Health Impact Assessment

Table 3.  Population Characteristics in 2005 (Existing Conditions) and 2015 (Projected): San Francisco, 

California

Table 4.  Traffic Volume (Aggregated, Segment Level) in 2005, 2015 BAU, and 2015 RP Conditions 

Citywide, Outside and Inside the Potential Road Pricing Zone:  San Francisco, CA

Table 5.  Air Pollutants with Important Motor Vehicle Sources and Associated Health Effects

Table 6a.  Estimated Traffic Attributable Fine Particulate Matter (PM 2.5) Levels and 2015 Residential 

Population Exposures in 2005‐2015 BAU: San Francisco, California  (n=824,000)

Table 6b.  Estimated Traffic Attributable Fine Particulate Matter (PM 2.5) Levels and 2015 Residential 

Population Exposures in 2015‐2015 RP: San Francisco, California  (n=824,000)

Table 7.  Mortality Attributable to Traffic‐related PM 2.5 in 2005, 2015 Business As Usual, and 2015 with 

Road Pricing Conditions: San Francisco, California

Table 8.  Road Pricing Policy Health Effects Characterization: Traffic Attributable PM 2.5 and Premature 

Mortality

Table 9.  Uncertainty Factors Regarding the Magnitude of Estimated Health Effects for Traffic‐related PM 

2.5 and Premature Mortality

Table 10.  World Health Organization Guideline Values for Community Noise in Specific Environments 

(1999)

Table 11a.  Estimated Traffic Attributable Noise (Ldn) Levels and 2015 Residential Population Exposures 

in 2005‐2015 BAU: San Francisco, California  (n=824,000)

Table 11b.  Estimated Traffic Attributable Noise (Ldn) Levels and 2015 Residential Population Exposures 

in 2015 BAU‐2015 RP: San Francisco, California  (n=824,000)

Table 12.  Noise‐related Health Effects in 2005, 2015 Business As Usual, and 2015 with Road Pricing 

Conditions: San Francisco, California

Table 13.  Road Pricing Policy Health Effects Characterization:  Traffic‐related Noise Health Effects

Table 14.  Uncertainty Factors Regarding the Magnitude of Estimated Health Effects of Traffic‐related 

Noise

Page 11: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

 

 

Table 15.  Walk Trips and Walk Minutes Per Capita in 2005, Percent Change from 2005 to 2015 “Business 

As Usual” (BAU), and Percent Change from 2015 BAU to 2015 with Road Pricing (RP): San Francisco, 

California

Table 16. Bike Trips and Bike Minutes Per Capita in 2005, Percent Change from 2005 to 2015 “Business 

As Usual” (BAU), and Percent Change from 2015 BAU to 2015 with Road Pricing (RP): San Francisco, 

California

Table 17.  Lives Saved from Active Transportation in 2005, 2015 Business As Usual, and 2015 with Road 

Pricing Conditions: San Francisco, California

Table 18.  Road Pricing Policy Health Effects Characterization:  Lives Saved from Active Transportation 

via Walking and Cycling

Table 19.  Uncertainty Factors Regarding the Magnitude of Estimated Health Effects for Lives Saved from 

Active Transportation via Walking and Cycling 

Table 20.  Annual Estimated Pedestrian Injury Collisions in 2005, 2015 Business As Usual, and 2015 with 

Road Pricing Conditions: San Francisco, California

Table 21.  Road Pricing Policy Health Effects Characterization:  Vehicle‐Pedestrian Injury Collisions

Table 22.  Uncertainty Factors Regarding the Magnitude of Estimated Health Effects for Vehicle‐

Pedestrian Injury Collisions

Table 23.  Annual Estimated Vehicle‐Cyclist Injury Collisions in 2005, 2015 Business As Usual, and 2015 

with Road Pricing Conditions: San Francisco, California

Table 24.  Road Pricing Policy Health Effects Characterization:  Vehicle‐Cyclist Injury Collisions

Table 25.  Magnitude of the Estimated Health Effects for Vehicle‐Cyclist Injury Collisions: Uncertainty 

Factors

Table 26.  The Distribution of Traffic Density in the General Population: 2005, 2015 Business As Usual, 

2015 with Road Pricing

Table 27.  Traffic Density by Age: 2005, 2015 Business As Usual, 2015 with Road Pricing

Table 28.  Traffic Density by Income: 2005, 2015 Business As Usual, 2015 with Road Pricing

Table 29.  Economic Valuation of Health Effects:  Input and Methods

Table 30.  U.S. Department of Transportation Guideline Values for Lethal and Non‐Lethal Injuries

Table 31.  Annual Economic Values of Transportation‐Attributable Health Effects under 2005, 2015 BAU, 

and 2015 RP scenarios:  San Francisco, California

 

Page 12: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

 

 

List of Figures  

Figure 1. The San Francisco County Transportation Authority’s Mobility, Access and Pricing Study (MAPS) 

Boundaries for the “Northeast Cordon” Congestion Pricing Study Scenario: San Francisco, California 

Figure 2. San Francisco County Transportation Authority Mobility Access and Pricing Study Timeline

Figure 3.  Scenarios and Time Periods for HIA Analyses

Figure 4.  Pathways through which Road Pricing Policies May Impact on Health

Figure 5.  Average Household Income (2005, TAZ Level):  San Francisco, California 

Figure 6.  Youth and Senior Population Densities in San Francisco, California:  2005 Conditions

Figure 7.  Residential Population in 2005 and Projected Percent Change in 2015:  San Francisco, 

California

Figure 8.  Employee Population in 2005 and Projected Percent Change in 2015:  San Francisco, California

Figure 9.  Traffic Volume Density in 2005, 2015 BAU, and 2015 RP:  San Francisco, California

Figure 10.  Health Effects of Road Pricing Policy Mediated by Air Pollution

Figure 11.  Traffic attributable fine particulate matter (PM 2.5) modeled in 2005, 2015 “Business As 

Usual” (BAU) and 2015 with Road Pricing (RP) Conditions: San Francisco, California

Figure 12.  Pathway from Road Pricing Policy to Traffic‐Related Noise Health Impacts

Figure 13.  Traffic attributable modeled noise levels in 2005, 2015 BAU, and 2015 RP: Residential Parcels 

in San Francisco, California

Figure 14.  Pathway from Road Pricing Policy to Physical Activity via Active Transportation

Figure 15.  Activity Zones used for Active Transportation Analyses and Proportion of Residents in Each 

Zone by Age:  San Francisco, California

Figure 16.  Pathway from Road Pricing Policy to Vehicle‐Pedestrian Injury

Figure 17a.  Vehicle‐Pedestrian Injury Collisions in 2005 and 2015 “Business As Usual” (BAU)  Conditions: 

San Francisco, California

Figure 17b.  Estimated Change in Vehicle‐Pedestrian Injury Collisions from 2005 → 2015 “Business As 

Usual” (BAU) Conditions: San Francisco, California

Figure 18a.  Vehicle‐Pedestrian Injury Collisions in 2015 “Business As Usual” (BAU) and 2015 with Road 

Pricing (RP) Conditions: San Francisco, California

Page 13: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

 

 

Figure 18b.  Estimated Changes in Vehicle‐Pedestrian Injury Collisions in 2015 “Business As Usual” (BAU) 

→ 2015 with Road Pricing (RP) Conditions: San Francisco, California

Figure 19.  Annual Average Pedestrian Injury Collisions by Time of Day (2004‐2008): San Francisco, 

California

Figure 20.  High‐Injury Density Corridors for Vehicle‐Pedestrian Injuries (2005‐2009): San Francisco, 

California

Figure 21.  Pedestrian Environmental Quality in the Congestion Pricing Zone

Figure 22.  Pathway from Road Pricing Policy to Vehicle‐Cyclist Injury

 

Page 14: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer
Page 15: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

Health Effects of Road Pricing in San Francisco, California                                                 San Francisco Public Health Department 

Program on Health, Equity and Sustainability 

 

Technical Report: September 2011                        ‐ 1 ‐ 

 

Executive Summary Substantial evidence  informs us that  investments and choices  in the transportation sector have profound effects 

on human health including on the level of physical activity, on morbidity and mortality from chronic diseases like 

asthma and heart disease, and on unintentional  injuries and fatalities. Furthermore, the health consequences of 

transportation system infrastructure and operations are associated with significant economic costs associated with 

health care and productivity.  According to the recent World Health Organization policy brief "Health in the Green 

Economy,"  infrastructure  investments  that  shift  transportation mode  to  walking,  cycling  and  public  transport 

provide  health  benefits  that  are  more  holistic  and  of  a  greater  magnitude  than  improvements  in  vehicle 

technologies.1    These  investments  can  also  advance  social  and  health  equity  for  vulnerable  groups,  such  as 

children,  the  elderly, women,  and  lower‐income  households.    Integrating measures  of  health  performance  in 

transportation planning and design processes and health impact assessments are two approaches to leverage the 

activities and expenditures in the transportation sector to support population health. 

This  report  documents  the  process  and  findings  of  a  Health  Impact  Assessment  (HIA)  conducted  by  the  San 

Francisco Department of Public Health on one  future  road pricing  scenario being  studied by  the  San  Francisco 

County Transportation Authority (SFCTA).  The scenario would charge $3 during AM/PM rush hours to travel into 

or out of  the northeast quadrant of  San  Francisco which  includes  a  concentration of  San  Francisco’s  currently 

congested downtown  streets.   The  scenario performed best  (i.e., greatest benefits with  fewest  impacts) among 

dozens  of  scenarios  studied,  weighing  SFCTA  study  criteria  such  as  change  in  traffic  and  transit  congestion, 

environmental benefits, and economic benefits.  To date, no planning study for a specific road pricing proposal in 

the United States has included a comprehensive assessment of health impacts.   

The HIA team developed a causal diagram to illustrate the potential ways in which road pricing can have an impact 

on health.  Based on the pathway diagram, evidence of causal effects, available data, standard methods for impact 

analysis and concerns expressed by  local and regional stakeholders, the HIA characterizes effects related to road 

pricing  changes  in  the  following  health  determinants:  active  transportation  via walking  and  cycling;  vehicle  air 

pollutants;  road  traffic  noise;  vehicle‐pedestrian  injury;  vehicle‐cyclist  injury;  associated  economic  value;  and 

equity  implications.    The  HIA  utilizes  data  on  transportation  and  land  use  factors,  socio‐demographic 

characteristics,  and  health  outcomes  and  behaviors  from  a  variety  of  sources,  including  key  inputs  from  the 

SFCTA’s  travel  model.    The  analysis  describes  baseline  conditions  and  characterizes  the  likelihood,  severity, 

magnitude  and distribution of  selected health  effects.   Where  sufficient  high‐quality  information  and methods 

existed,  the  analysis  quantifies  the  magnitude  of  health  effects.  The  following  table  summarizes  the  key 

quantitative findings from the HIA, which analyzed impacts under three scenarios: 2005 (existing conditions), 2015 

BAU (business as usual – no road pricing), and 2015 RP (with road pricing). 

 

 

 

 

 

 

 

Page 16: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

San Francisco Public Health Department                                                Health Impacts of Road Pricing in San Francisco, California 

Program on Health, Equity and Sustainability 

 

 

‐ 2 ‐                       Technical Report:  September 2011 

Road Pricing Health Impact Assessment Findings Summary:  San Francisco, California  

Health Impacts           

(Annual Estimates)

2005 2015 BAU 2015 RP Change: 

2005 → 

2015 BAU

Change: 

2005 → 

2015 RP

Change: 2015 

BAU → 2015 

RP

Overall Confidence 

in Assessment 

Adverse Impacts

Air Pollution, Mortality Attributable to Traffic‐related PM 2.5 (N, Ages 30 and up) High ‐ Moderate  Citywide 65 66 63 1 ‐2 ‐3

Congestion Pricing Zone 24 26 23 2 ‐1 ‐3

Noise, High Annoyance (N, Ages 25 and up) HighCitywide 92,500 100,400 100,300 7,900 7,800 ‐100

Congestion Pricing Zone 36,800 40,600 40,500 3,800 3,700 ‐100

Noise, Myocardial Infarction Associated with Traffic Noise (N, Ages 30 and up) ModerateCitywide 31 34 34 3 3 0

Congestion Pricing Zone 18 20 20 2 2 0

Vehicle‐Pedestrian Injury Collisions (N, Total) High ‐ ModerateCitywide 810 860 815 50 5 ‐45

Congestion Pricing Zone 360 395 360 35 0 ‐35

Vehicle‐Cyclist Injury Collisions (N, Total) Moderate ‐ LowCitywide 270 295 290 25 20 ‐5

Congestion Pricing Zone 135 155 150 20 15 ‐5

Beneficial Impacts

Cycling for Active Transportation, Lives Saved (N, Ages 25‐64) ModerateCitywide 23 25 26 2 3 1

Congestion Pricing Zone 8 9 9 1 1 0

Walking for Active Transportation, Lives Saved (N, Ages 25‐64) ModerateCitywide 130 138 141 8 11 3

Congestion Pricing Zone 69 76 77 7 8 1  

The  2005  findings  summarize  several  of  the  current  estimated  health  burdens  and  benefits  of  transportation system operation in San Francisco.  Specifically: 

Transportation  system operations are  responsible  for  substantial health burdens  in San  Francisco  including impacts on life‐expectancy, heart disease, and injuries. 

The adverse health consequences of transportation disproportionately burden residents within the congestion pricing zone under study. 

Active transport in the city is responsible for substantial health benefits.  The differences between 2005 and 2015 Business as Usual (BAU) reflect the estimated changes to health effects attributable to the transportation system with current city plans for growth and without new policies or funding to manage transportation as the population increases, which include:  

worsening of traffic‐related health impacts, exacerbated in the congestion pricing zone:  

• increases in air pollution‐related health impacts, including premature mortality; 

• increases in traffic noise‐related health impacts, including community annoyance and heart attacks; 

• increases  in  vehicle‐pedestrian  and  vehicle‐cyclist  injury  collisions,  particularly  in  the  congestion 

pricing area; and 

health benefits from  increases  in residents’ active transportation and associated  lives saved, concentrated  in 

the congestion pricing zone. 

 

The modest differences between 2015 BAU and 2015 RP  reflect  the estimated health  impacts of  the Northeast 

Cordon Road Pricing Scenario, specifically: 

modest  health  benefits  from  the moderation  of  increases  in  air  pollution‐related mortality  to  below  2005 

conditions; 

modest health benefits  from  the moderation of annoyance  related  to noise  in  the  congestion pricing  zone 

relative to 2015 BAU; 

Page 17: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

Health Effects of Road Pricing in San Francisco, California                                                 San Francisco Public Health Department 

Program on Health, Equity and Sustainability 

 

Technical Report: September 2011                        ‐ 3 ‐ 

significant health benefits from increases in active transportation and lives saved from cycling and walking in 

excess of benefits estimated under 2015 BAU and 2005 conditions ; 

significant health benefits from the moderation of increases in vehicle‐pedestrian injury collisions under 2015 

BAU  to 2005 conditions, particularly  in  the congestion pricing zone, as well as more modest moderation of 

increases in vehicle‐cycling injury collisions estimated under 2015 BAU.  

The  table  provides  a  qualitative  summary  of  our  confidence  in  the  health  impacts  estimates  considering 

uncertainties  in  the  assumptions  in  the  data  used  characterize  health  effects;  the  basis  of  these  confidence 

assessments are detailed in the report.  

The  analysis  describes  the  likelihood,  severity  and  distribution  of  the  selected  health  effects,  and  provides  an 

estimate  of  the magnitude  of  these  health  effects  attributable  to  transportation  and  the  intervention  of  road 

pricing.   Analysis of  the distribution of health effects  is  critical  for  the assessment of  social and environmental 

justice.  This HIA used traffic density as a proxy for multiple adverse health effects associated with transportation 

system operation, finding no inequitable effects to low‐income, elderly, or young populations defined spatially.   

The HIA  further estimates  the economic value of  the  traffic‐attributable health effects  (adverse and beneficial) 

under the three scenarios. Total aggregate annual value of adverse health effects are substantial  in all scenarios 

and  lowest  in 2015 RP (2015 RP: $1.120 billion; 2015 BAU: $1.173 billion 2005: 2005: $1.124 billion).    Injuries to 

pedestrians  and  cyclists  resulting  from  collisions with motor  vehicles  are  the  greatest  contributor  to  adverse 

transportation‐attributable  economic  costs under  all  scenarios  –  accounting  for  just over half of  the  estimated 

economic  costs,  with  premature mortality  attributable  to  air  pollution  accounting  for  an  estimated  45%  and 

approximately 2%  associated with heart  attacks  attributable  to  traffic‐related noise.   Economic  value of health 

benefits  associated  with  active  transportation  are  substantial  –  estimated  to  be  somewhat  greater  than  the 

estimated  adverse  transportation‐related  health  costs  in  all  scenarios  and  greatest  under  2015  RP,  with  an 

estimated $1.337 billion in 2015 RP, $1.305 billion in 2015 BAU, and $1.225 billion in 2005.  As this HIA quantifies 

only a limited number of health effects, the economic valuation estimates do not represent a full accounting of the 

costs and benefits of transport system operation under the three scenarios.  

Overall, we conclude that transportation system operation  in San Francisco has highly significant health burdens 

and benefits today.  Health burdens are expected to increase owing to increasing motor vehicles on local roadways 

in the future and increasing population densities in already congested areas.  Road pricing, if implemented, could 

moderate but not entirely eliminate the changes associated with a future under “business as usual” that includes 

increasing populations and traffic and no new policies or funding to manage the transportation system.   

Recommendations  to  enhance  the  potential  health  benefits  of  road  pricing  to  support  reductions  in 

transportation‐associated health costs and increases in active transportation include: a  

increasing congestion pricing fees in circumstances likely to result in reduced health risks, for example, on “spare the air” days or applying specifically to more polluting vehicles;  

investing in walking and biking safety improvements in locations where injuries are greatest, for example with traffic calming along arterials in and near the road‐pricing zone; 

using quieter, low‐emission hybrid buses in areas where noise and air pollution are worse; 

investing in walking and biking infrastructure to encourage trips by foot and by bike into and out of the road‐pricing zone; 

                                                            a Notably,  a  number  of  these  recommendations  are  under  consideration  by  the  SFCTA  as  programmatic  improvements  or mitigations to enhance travel options or mitigate/minimize traffic and related environmental impacts as part of a road pricing comprehensive program and investment package, and were not included in the travel model outputs that informed this HIA. 

 

Page 18: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

San Francisco Public Health Department                                                Health Impacts of Road Pricing in San Francisco, California 

Program on Health, Equity and Sustainability 

 

 

‐ 4 ‐                       Technical Report:  September 2011 

monitoring road‐pricing implementation to address any unanticipated traffic increases and health impacts; 

encouraging active transportation and discouraging driving through more policies such as demand‐based parking fees, “unbundling” parking in new development, and transportation demand management programs. 

  

Page 19: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

Health Effects of Road Pricing in San Francisco, California                                                 San Francisco Public Health Department 

Program on Health, Equity and Sustainability 

 

Technical Report: September 2011                        ‐ 5 ‐ 

I.  Background 

A. Health Impacts of Transportation Systems

Several comprehensive reviews summarize the empirical evidence linking transportation to health effects.2  Based 

on these reviews, the nexus between transportation and health can broadly be organized under four domains – 

access to human needs, neighborhood livability, safety, and environmental quality: 

1. Access to human needs: providing (or inhibiting) access to means of livelihood (e.g., jobs), essential goods 

(e.g., food, fuel and water), and essential services (e.g. health care and education); 

2. Neighborhood livability: facilitating movement, physical activity and social engagement and limiting crime 

and social disorder in one’s immediate neighborhood surroundings; 

3. Safety: preventing injuries and fatalities in the transport system;  

4. Environmental  quality:  preventing  emissions  of  environmental  pollution  (noise,  air,  water)  related  to 

system operation and associated health impacts.  

Here we provide a synopsis of the health effects of transportation systems under each of these four domains.  We 

further  elaborate  on  the  evidence  linking  transportation  to  specific  health  effects  analyzed  in  this  HIA  in  the 

Impacts Analysis section of this report (Section V). 

Access to Human Needs:  Transportation systems facilitate access to human needs, providing (or inhibiting) access 

to means of  livelihood  (e.g.  jobs) essential goods  (e.g.,  food,  fuel and water), and essential services  (e.g. health 

care and education).  Transportation surveys confirm that lower income households, who are less likely to own or 

have access  to automobiles,  take  fewer  travel  trips  than middle and higher  income households.3   Disparities  in 

transportation resources for the poor contribute to differential access to jobs, schools, shopping, and recreation – 

which varies by geographic area and factors including public transit access, service, and cost, and proximity to jobs, 

goods and services. 

Neighborhood Livability:   The quality and design of the built environment further affect neighborhood  livability, 

facilitating movement, physical activity, and social engagement and potentially limiting crime and social disorder in 

one’s  immediate neighborhood surroundings.   Neighborhoods that  include pedestrian spaces or that have  lower 

levels of  street  traffic where one  can walk  comfortably  and  safely benefit health by  enabling physical  activity, 

leisure, and social interaction.4   

Safety:   The  surface  transportation  system produces a  substantial  share of unintentional  injuries and  fatalities, 

particularly  among more  vulnerable  users  such  as  non‐motorized  users.    In  the  U.S.,  pedestrians  and  cyclists 

experience a disproportionately higher risk of traffic fatality compared to vehicle occupants on both a per‐trip and 

per‐mile basis.5   High  volume  roadways, which  are  associated with both higher  traffic  flow  and higher  vehicle 

speeds, are primary determinants of injury frequency.6  

Environmental Quality:  Transport systems are a significant source of environmental pollutants such as increased 

noise or emissions to water and the air. Residents living near busy roadways experience a unique combination of 

environmental  hazards.   Grade  separated  highways  and  other  high  volume  roadways  concentrate  the  flow  of 

vehicles  and  are  accompanied by  increases  in  vehicle pollution emissions  such as particulates, nitrogen oxides, 

carbon  monoxide,  and  benzene.7  Epidemiological  research  supports  consistent  statistical  associations  among 

traffic  proximity  and  several  adverse  respiratory  health  outcomes,  including  impairment  of  lung  function  and 

Page 20: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

San Francisco Public Health Department                                                Health Impacts of Road Pricing in San Francisco, California 

Program on Health, Equity and Sustainability 

 

 

‐ 6 ‐                       Technical Report:  September 2011 

asthma  incidence and symptoms  in children; these associations remain significant after adjustment for economic 

position.8 

Road traffic is the dominant source of community noise in urban areas; proximity to roadway facilities along with 

vehicle  type,  speed  and  road  conditions predict urban  ambient noise  levels.9   Chronic exposure  to  road  traffic 

noise  is  associated  with  several  adverse  health  outcomes,  including  interference  with  thoughts  and  feelings, 

deficits  in  cognitive  functioning,  lowered  school performance,  sleep disturbance,  and  ischemic heart disease.10  

Contaminants  from  the development and operation of  roadways,  including metals and hydrocarbons, may  flow 

into waterways and aquifers along with water.   Runoff  from roadways can overwhelm  the capacity of creeks or 

manmade  storm water drainage  systems and disproportionately affect  residents adjacent  to  roadways or  those 

downstream from natural and manmade drainage systems. 

Disparate  Adverse  Impacts:    Studies  conducted  in  California  show  that  ethnic  minority  and  lower  income 

households are disproportionately  represented among populations  living  in close proximity  to busy  roadways.11  

This  disproportionate  proximity  to  busy  roadways  translates  directly  to  disproportionate  hazards  and  related 

health outcomes.  In some places, increased pedestrian collision frequencies in low‐income neighborhoods can be 

explained in part by differences in traffic volume and other factors in the transportation environment.12   

B. Road Pricing: Definition and United States Policy Context

Road pricing charges a fee for the use of a road facility.  The fee is set based on user demand as a function based 

on time of day, location, type of vehicle, number of occupants, or other factors.  Road pricing is also referred to as 

congestion pricing, value pricing, variable pricing, peak‐period pricing, or market‐based pricing.  Road pricing that 

varies with time or demand is distinct from tolling—typically a per‐use (flat) fee on motorists for a given highway 

facility—which  has  a  sole  purpose  of  generating  revenue  for  construction  and maintenance  of  a  facility.  Road 

pricing  is used  to  account  for  and manage  vehicle demand on  the  roadways  and  to  generate  revenue  – while 

simultaneously  also  achieving  other  goals  such  as  reduced  congestion,  reduced  environmental  impacts  (e.g., 

greenhouse gas emissions), or addressing other external costs occasioned by road users.  Examples of road pricing 

include  HOT  (High  Occupancy  Toll)  Lanes,  variable  or  extended  parking  metering,  variable  bridge  tolls,  and 

congestion pricing.   There are growing examples of such road and parking pricing policies nationally, and debate 

over whether or not  these  types of policies  should be  implemented  and how  revenue  should  subsequently be 

invested  is ongoing.13    The  revenue  from  road pricing  can be  reinvested  in  the  transportation  system  through 

capacity expansion, road maintenance and improvements, repayment for long‐term debt, public transit service, or 

bicycle and pedestrian projects.14        

In the United States, funds for building and maintaining transportation systems are  limited and need to be used 

effectively and efficiently; public investments in the transportation system can be leveraged to achieve other social 

objectives.  Transportation planners and policymakers have an opportunity to prevent adverse health externalities 

of planning and policy decisions (reducing  injuries and pollutants) and to align  investments to support strategies 

that promote public health (increasing accessibility and physical activity).  However, such multi‐objective decision 

making requires comprehensive analyses of health impacts of transportation proposals.  These analyses have thus 

far  been  largely  absent  from  a  growing  number  of  policy  debates  and  transportation  impacts  analyses  in  the 

United  States,  despite  potential  health  benefits  from  decreased  air  pollutants,  traffic‐related  noise  levels,  and 

traffic  collisions,  and  increases  in  active  transportation.    Investing  road  pricing  revenues  in  transit,  bike,  or 

pedestrian  improvements  could  also  improve  accessibility  to  basic  needs  for  low‐income  households without 

automobiles.   These  types of  improvements are standard practice  in countries where area congestion pricing  is 

implemented.15 

Page 21: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

Health Effects of Road Pricing in San Francisco, California                                                 San Francisco Public Health Department 

Program on Health, Equity and Sustainability 

 

Technical Report: September 2011                        ‐ 7 ‐ 

Road pricing policy approaches might also have adverse health  impacts.    For example,  increased  traffic  speeds 

associated with  reduced congestion may  increase  the severity of  traffic  injuries and pedestrians may perceive a 

less safe environment for walking.  Because of the multiple and potentially cumulative health impacts of traffic and 

transportation  planning  decisions,  it  is  vital  to  assess  the  health  impacts  of  transportation  policy  decisions.   A 

growing  number  of  health  impact  assessments  in  the U.S.  are  focused  on  transportation‐related  planning  and 

policy decisions.16 

Road pricing  that applies  to  individual  road  facilities  (HOT Lanes) has been  implemented  throughout  the U.S.  in 

California,  Minnesota,  Colorado,  Texas,  and  elsewhere.17    Although  area‐based  road  pricing  has  not  been 

implemented  in  the  United  States,  in  2007‐2008,  area‐wide  congestion  pricing  was  considered  but  not 

implemented  in New York City.   The New York City Council passed the measure and polls showed that New York 

City residents backed the proposal, which provided that revenue would be  invested  in expanded transit service. 

However, the New York State Assembly did not act on the proposal and the Legislature did not adopt authorizing 

legislation  in  time  to meet  an  April  2008  federal  funding  deadline.18    A  paper  analyzing  this  experience  and 

implications  for  road  pricing  in  the U.S  is  available  online.19    There  have  been  recent  reports  that  congestion 

pricing will be reconsidered in New York City.20  

Area‐based  road pricing  is  implemented elsewhere  in  the world,  including  in  London’s  central business district, 

Stockholm, and Singapore.  Evaluation findings of area‐based congestion pricing schemes in these settings provide 

evidence  of  potential  benefits  of  decreased  driving  associated with  decreased  vehicle  emissions,  reductions  in 

traffic‐related noise  levels,  reductions  in  traffic collisions  including  those  involving pedestrians, and  increases  in 

active transportation including walking and biking.21   

C. Road Pricing Proposals and Studies in San Francisco, California

The San Francisco County Transportation Authority (SFCTA) began a feasibility study of congestion pricing  in San 

Francisco  in 2007,  funded by a $1 million grant  from the Federal Highway Administration.   Under all congestion 

pricing scenarios, motorists could choose to pay a fee to drive in specific, congested areas or corridors during peak 

periods,  drive  at  different  times  of  day,  or  choose  other modes  of  travel  such  as  transit  or  biking.  Revenues 

generated  would  in  turn  fund  transportation  improvements,  such  as more  frequent  transit  service,  roadway 

improvements, bicycle facilities and pedestrian amenities.  In December 2010 the Transportation Authority Board 

unanimously approved a feasibility study22 which concluded that congestion pricing could be an effective way to 

manage  San  Francisco’s  transportation  system  and  simultaneously  support  the  city’s  future growth plans.   The 

Transportation Authority Board also voted to pursue additional evaluation of the concept through environmental 

clearance. 

In the analysis, the best performing scenarios were a Northeast Cordon (AM/PM) that would charge motorists $3 

during AM/PM peak periods, and a PM‐only charge of $6 for outbound traffic in the same area.23  These scenarios 

were  among  dozens  of  scenarios  that  were  examined,  each  with  a  different  mix  of  metrics  related  to 

transportation  system,  environmental,  economic,  and  equity  impacts.    The  study  assumed  substantial up‐front 

transit improvements including regional transit access improvements, e.g., BART and Caltrain, and more frequent 

regional and local (Muni) express buses.  The study also assumed all net revenues generated would be dedicated 

to multi‐modal improvements for motorists, pedestrians, cyclists and transit riders to the cordon area. 

Page 22: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

San Francisco Public Health Department                                                Health Impacts of Road Pricing in San Francisco, California 

Program on Health, Equity and Sustainability 

 

 

‐ 8 ‐                       Technical Report:  September 2011 

The focus on the north eastern part of the city emerges from 

the density of congestion today (average speeds on over half 

of  streets  in  downtown  San  Francisco  areas  operate  below 

10mph  for  motor  vehicles  and  8mph  for  transit  vehicles).  

However,  several  streets  in  the  area  are  also  high  flow, 

higher  speed  streets with mean  speeds  above  the  speed 

limit.    The  cordon  scenarios  are  also  informed  by  areas 

where  planned  growth  is  likely  to  exacerbate  existing 

congestion  or  create  new  availability  of  transit; 

flexibility/feasibility  to  improve  transit  services  and  other 

modes  of  travel  to/from/within  the  area;  and  the 

availability  of  net  revenues  generated  to  produce  sufficient 

funding  to  cover  cost  of  improved  services.    The  feasibility 

study found that a Northeast Cordon  (AM/PM) Scenario that 

charged a $3 fee during AM/PM peak periods to drive into or 

out of  the northeast quadrant of  San  Francisco bounded by 

Laguna, 18th, Guerrero streets and the waterfront (see map in 

Figure 1) performed best  (i.e.,  greatest benefits with  fewest 

impacts based on SFCTA criteria) among dozens of scenarios, 

weighing  established  study  criteria  such  as  change  in  traffic 

and transit congestion, environmental benefits, and economic 

benefits.    In  all,  the Northeast Cordon  scenario would most 

effectively  manage  demand  in  the  city’s  most  congested 

areas,  deliver  substantial  net  revenues,  and  present 

manageable  impacts.    The next phase of  analysis will  refine 

the  system  design  and  further  evaluate  benefits  and  impacts  along  the  edge  of  the  cordon,  and  refine  the 

investment package.   

Lag

un

a

18th

Street

Northeast Cordon(AM/PM, $3)

Lag

un

a

18th

Street

Northeast Cordon(AM/PM, $3)

Lag

un

a

18th

Street

Northeast Cordon(AM/PM, $3)

Figure 1. The San Francisco County 

Transportation Authority’s Mobility, Access 

and Pricing Study (MAPS) Boundaries for 

the “Northeast Cordon” Congestion Pricing 

Study Scenario: San Francisco, California

Compared to “business as usual” conditions in 2015, the Northeast Cordon (AM/PM) scenario resulted in:  

12% fewer peak period auto trips 

21% reduction in vehicle hours of delay (VHD) in the Northeast Cordon 

16% reduction in Northeast Cordon Greenhouse Gas Emissions  (5% citywide) 

$60‐80M annual net revenue for transportation services and amenities 

20‐25% transit speed improvement 

 

The  complete  feasibility  study  is  accessible  online.24   Additional  background  information  regarding MAPS  is  in 

Attachment A,  the December  2010   MAPS  Fact  Sheet,  and more  detailed  information  is  also  available  on  the 

project website: www.sfmobility.com.   

The feasibility study also evaluated a representative set of discounts or exemptions, along with a representative 

set of physical  investments and mitigations and programmatic  improvements to ensure comparable or  improved 

access to the cordon area.  Examples of program discounts, exemptions and caps include: discounts for key groups 

including  disabled  persons,  low‐income  travelers,  residents  and  immediate  abutters  of  zone;  exemptions  for 

transit  vehicles,  taxis,  and  emergency  vehicles;  and  a maximum  daily  cap  of  $6  to  help mitigate  impacts  on 

delivery‐oriented businesses,  families w/school‐age children, and potentially other populations  (which would be 

further mitigated by programmatic enhancements to be outlined further  in next phase of the MAPS evaluation).  

Programmatic  improvements and mitigations, such as  traffic calming, streetscape and  landscape  improvements, 

Page 23: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

Health Effects of Road Pricing in San Francisco, California                                                 San Francisco Public Health Department 

Program on Health, Equity and Sustainability 

school  ridesharing, and other  similar programs, may  further help  to enhance  travel options or minimize  traffic; 

related potential environmental  impacts would be part of the comprehensive program and  investment package, 

but were  not  included  in  the model  analysis.    These  discounts  and  program  enhancements will  be  further 

evaluated and  refined  in  the next phase of  study.   The  study  timeline  is detailed  in  the  following Figure 2.   A 

decision on whether or not to implement congestion pricing is at least 2‐3 years away, and will be informed by the 

environmental studies. 25 

Figure 2. San Francisco County Transportation Authority Mobility Access and Pricing Study Timeline 

 

D. Health Impact Assessment

Health  impact assessment  (HIA)  is a  structured decision‐support practice  to  characterize  the anticipated health 

effects,  both  adverse  and  beneficial,  of  societal  decisions  including  projects,  plans,  programs,  and  policies 

undertaken by  government or  the  private  sector. HIA makes  recommendations  for  health‐attentive  policy  and 

project  design  and may  lead  to more  health‐responsive  decisions.26   HIA  follows  a  series  of  procedural  steps 

outlined in Table 1. The 2010 Minimum Elements and Practice Standards for HIA published by the North American 

HIA  Practice  Standards  Working  Group  describes  criteria  for  quality  practice  that  are  employed  in  this 

application.27   

Table 1.  Stages of Health Impact Assessment 

Screening  Determine need for and value of a HIA in the decision‐making process. 

Scoping  Determine  which  health  impacts  to  evaluate,  methods  for  analysis,  and 

workplan to complete the assessment. 

Assessment  Conduct  a  baseline  conditions  analysis  and  a  qualified  judgment  of 

magnitude and likelihood of potential health impacts. 

Recommendations  Make recommendations to manage the health impacts identified, including 

alternatives to the decision, modifications to the proposed policy, program, 

or project, or mitigation measures. 

Reporting  Complete a report of HIA findings and recommendations and communicate 

results to stakeholders and decision makers. 

Monitoring  Track  effects  of  HIA  and  decision  outcomes  as well  as  the  effect  of  the 

decision on health impacts and/or determinants of concern.  

 

Technical Report: September 2011                        ‐ 9 ‐ 

Page 24: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

San Francisco Public Health Department                                                Health Impacts of Road Pricing in San Francisco, California 

Program on Health, Equity and Sustainability 

 

 

‐ 10 ‐                       Technical Report:  September 2011 

 

Page 25: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

Health Effects of Road Pricing in San Francisco, California                                                 San Francisco Public Health Department 

Program on Health, Equity and Sustainability 

 

Technical Report: September 2011                        ‐ 11 ‐ 

II.  Screening and Primary Objectives 

To date, no planning study for a specific road pricing proposal in the United States has included a comprehensive 

assessment of health  impacts. The  feasibility  study conducted by  the SFCTA  (described  in Section  I) contributes 

substantially  to  local  and  national  public  discussion  on  congestion  pricing  and  the  dialogue  regarding  future 

direction of transportation policies and investments.28  However, the feasibility study of congestion pricing did not 

include a comprehensive assessment of potential health impacts.  Working with SFCTA staff as well as the Mayor’s 

Office and consulting several national transportation interest groups, SFDPH staff thus considered the value of an 

independent HIA to the decision‐making process.  

SFDPH staff determined the following factors supported the conduct of an HIA: 

The  congestion  pricing  study  area  affects  a  large  share  of  San  Francisco’s  land  area,  residents,  and 

employees; 

Evidence suggested that the proposal would have several potential health effects; 

Several  local  and  regional  stakeholders  have  raised  questions  and  concerns  regarding  the  health  and 

equity impacts of road pricing on air pollution and traffic hazards to pedestrians and cyclists; 

The health effects of road pricing may be important in the evaluation of policy trade‐offs; 

There is little available research on the health effects of road pricing; 

Existing data and methods allowed substantive analysis of health impacts of concern; 

The SFCTA, the lead agency analyzing the policy, provided modeling data in support of the HIA; 

There was sufficient time to conduct an HIA to inform policy design and revenue investment choices; and 

The HIA could provide a model for HIA on other transportation policies or  infrastructure  investments at 

the local, regional, state or national levels. 

Based on the above factors, staff articulated the following objectives for the HIA on road pricing, consistent with 

the stages of HIA.   

HIA Phase  Study Objectives 

Scoping  1)   Enumerate the scope of priority health  issues and concerns related to congestion pricing  in 

San  Francisco,  California  in  consultation  with  local  stakeholders  and  identify  best  available 

methods to analyze these impacts; 

Assessment  2)   Analyze and document baseline health factors and related conditions in the targeted area; 

3) Make evidence‐based judgments of the magnitude, direction, and certainty of potential health 

impacts  of  the  proposed  congestion  pricing  policy,  quantitatively  and  qualitatively,  including 

potential inequitable impacts; 

4)  Recommend  policy  modifications,  decision  alternatives,  or  other  mitigations  to  address 

potential adverse health impacts; 

Reporting  5)   Report findings and recommendations to local and regional stakeholders in a written report 

which includes a succinct, accessible summary of the findings;   

Page 26: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

San Francisco Public Health Department                                                Health Impacts of Road Pricing in San Francisco, California 

Program on Health, Equity and Sustainability 

 

 

‐ 12 ‐                       Technical Report:  September 2011 

6)   Report findings, recommendations and lessons learned to regional, state and national public 

health, planning, and policy audiences  so  that  the HIA  conceptual  approach  and  findings may 

inform similar policy proposals throughout the country. 

Page 27: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

Health Effects of Road Pricing in San Francisco, California                                                 San Francisco Public Health Department 

Program on Health, Equity and Sustainability 

III.  Scoping 

In the Scoping stage SFDPH staff established geographic and temporal boundaries for the analysis, prioritized the 

health impacts for analysis, identified the data, methods and tools for impacts analysis, identified roles for experts 

and  key  informants,  and developed  a plan  and  timeline  for  external  review  and dissemination of  findings  and 

recommendations.   

A. Decision Alternatives, Temporal and Geographic Boundaries

The HIA compared  road pricing under  the Northeast Cordon  scenario  (2015 RP) against a business as usual  (no 

road pricing) alternative (2015 BAU) in the year 2015.  The HIA compared the estimated health effects under each 

alternative to each other and to baseline conditions without pricing in 2005; these years of analysis are the same 

as  those  used  by  the  SFCTA  in  their  analyses.    These  scenarios  are  summarized  in  Figure  3.    The  geographic 

boundaries of the HIA are those of the City and County of San Francisco. 

Figure 3.  Scenarios and Time Periods for HIA Analyses 

 

Please Note:  Throughout this report, we refer to 2015 future conditions with the following abbreviations:  

2015 BAU = 2015 under “Business as Usual”:   2015 BAU  is a  future  consistent with San Francisco policies and 

investments in which future residential and employment growth is concentrated in the eastern and southern areas 

of  the city. These neighborhoods  include  the most  transit accessible areas  (e.g., via Muni and BART) – and also 

contain  the most  congested  streets.    This  growth  includes  large  increases  in  residents  as well  as  increases  in 

employees (summarized in Section IV of this report), and differs from previous growth in San Francisco in that this 

new housing and residents are accompanied by a growing trend in “out commuting” from San Francisco to more 

suburban  job centers  (e.g., Silicon Valley).   This  scenario does not  include  road pricing or other new policies or 

funding strategies to manage the transportation system as populations increase.  

2015 RP = 2015 with Road Pricing under the Northeast Cordon Congestion Pricing Scenario:  2015 RP is a future 

in San Francisco with the residential and employment growth described under 2015 BAU, and additionally includes 

road pricing charging motorists $3 during weekday AM/PM peak periods under the Northeast Cordon Congestion 

Pricing Scenario detailed in the previous section.  This scenario includes up‐front transit service enhancements.29 

As described earlier in this report, the SFCTA had specified the Northeast Cordon Congestion Pricing Scenario as a 

“best performing” policy for future study.   

 

Technical Report: September 2011                        ‐ 13 ‐ 

Page 28: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

San Francisco Public Health Department                                                Health Impacts of Road Pricing in San Francisco, California 

Program on Health, Equity and Sustainability 

 

 

‐ 14 ‐                       Technical Report:  September 2011 

B. Potential Pathways from Congestion Pricing to Health Impacts

The HIA  team developed  a  causal diagram  (Figure 4)  to  illustrate  the potential ways  in which  road pricing  can 

impact health.  The pathways in the tan box on the right of the figure are the focus of the HIA. Empirical evidence 

relating  transportation  and  health  and  preliminary  analysis  of  road  pricing  effects  on  transportation  behaviors 

conducted by  the  SFCTA  (the direct  impacts)  informed  the  selection of environment effects and  related health 

effects.   

The HIA team reviewed draft versions of the causal diagram scope with local and regional stakeholders including: 

the  SFCTA,  the  San  Francisco  Bay  Area  Metropolitan  Transportation  Commission,  the  San  Francisco  Bicycle 

Coalition, the Environmental Defense Fund, the Sierra Club, Walk San Francisco, Livable City, the Western SoMa 

Citizens  Planning  Task  Force,  the  South  Beach/Rincon/Mission  Bay Neighborhood  Association,  TransForm,  and 

Urban Habitat.   The scope was also  informed by SFDPH staff participation beginning  in 2008  in SFCTA‐led public 

meetings, Board hearings, webinars, and technical advisory committee meetings in which representatives from the 

community, local businesses, freight, sustainable transportation, local government and a number of other interests 

participated. 

As illustrated in Figure 4, health effects result from direct effects on travel behavior and indirect effects related to 

other health beneficial impacts on the environment and on transportation systems.  For example:  

1. Increases  in pricing may  reduce  the number of  trips  taken by automobile and  increase  the number of  trips 

taken with active  transportation modes  including walking and bicycling, and also  increase active  transportation 

trips to and from public transit.  Pricing could result in some people changing to alternative travel modes30 – and 

therefore potentially increasing walking and biking for transportation. 

2. Reductions  in motor  vehicle  trips  and miles  travelled may  have  corresponding  reductions  in  air  pollution, 

greenhouse gases, traffic‐related noise, and traffic collisions and their associated health impacts including lung and 

cardiovascular  diseases,  stress,  asthma,  and  traffic‐related  injury  and  death.31    These  improvements  in 

environmental  conditions  and  reductions  in  hazards may  further  enable  participation  in  active  utilitarian  and 

leisure transportation.32  

3. Congestion pricing may provide  funds  for  transit and  transportation  infrastructure,  including  transit  service 

improvements  and  infrastructure  for walkers  and  bicyclists,  further  enabling  active  transportation  including  to 

public transit.33   

4. Pricing‐related traffic congestion reductions may reduce delay for transit operators, improving transit service, 

reliability and therefore use. These improvements carry the potential to increase the use of active transportation 

to access transit.34   

5. Pricing may affect travel costs, increasing transportation costs for some and reducing costs for others.  

Causal diagrams for discrete pathways are included in the Impact Analysis section of this report (Section V.).  

Page 29: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

Health Effects of Road Pricing in San Francisco, California                                                 San Francisco Public Health Department 

Program on Health, Equity and Sustainability 

Figure 4.  Pathways through which Road Pricing Policies May Impact on Health  

 

 

 

 

Technical Report: September 2011                        ‐ 15 ‐ 

Page 30: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

San Francisco Public Health Department                                                Health Impacts of Road Pricing in San Francisco, California 

Program on Health, Equity and Sustainability 

 

 

‐ 16 ‐                       Technical Report:  September 2011 

C. Scope of Health Effects & Research Questions

Based on  the above pathway diagram, evidence of  causal effects, available data,  standard methods  for  impact 

analysis, and concerns expressed by stakeholders, the HIA characterizes effects related to road pricing changes in 

the following health determinants: 

Active transportation via walking and cycling  

Air Pollutants 

Noise 

Pedestrian injury  

Cyclist injury. 

For  each  of  these  determinants,  we  evaluated  health  effects  for  San  Francisco  residents  under  2015  BAU 

compared to 2005 Existing Conditions and under a future scenario with Congestion Pricing under the North East 

Cordon Road Pricing scheme (2015 RP).  Where sufficient data were available, we quantified how changes in these 

health determinants would change associated health outcomes  including  life‐expectancy,  ischemic heart disease 

events, and pedestrian and cyclist injuries.  

Identifying  decision  impacts  on  health  inequities,  taking  into  account  population  vulnerabilities,  is  an  explicit 

purpose of HIA.   Health  inequities  are defined  as  systematic disparities  in health  status or  in  the major  social 

determinants  of  health  between  groups  with  different  social  advantage/disadvantage  (e.g.,  wealth,  power, 

prestige).35    Particular  subgroups  that may  be  particularly  vulnerable  to  the  health  impacts  of  transportation 

infrastructure and operations include: youth at high risk for physical inactivity and obesity; youth, seniors, and low‐

income populations sensitive  to air pollutants and  traffic‐related noise disturbances; youth at high risk of  traffic 

related  injury, and  seniors at high  risk of  traffic  related death; and  low‐income,  transit‐dependent populations, 

historically disproportionately burdened by the adverse health  impacts of transportation planning decisions that 

channel  motor  vehicles  into  their  communities.36    This  HIA  focused  on  distributional  impacts  of  alternative 

scenarios on populations defined by income, age, and place.   

The economic value of health costs and benefits  is often considered useful  information  to decision‐makers. We 

also assessed the economic value of a subset of health effects quantified through this assessment.  

Finally based on our analysis, we considered what transportation investments or mitigations could reduce adverse 

health impacts and support health benefits expected in either the 2015 BAU or 2015 RP scenarios.  

A number of health‐related end points were considered in our scoping process but were not analyzed in the HIA. 

These endpoints are listed below along with a rationale for their exclusion. 

Impacts on  San  Francisco employees:   With  the exception of  analysis of  vehicle‐pedestrian  and  vehicle‐bicycle 

collision  injuries, this HIA focuses on the health  impacts on San Francisco residents, though there are more than 

half a million workers in San Francisco (over 40% of whom are not San Francisco residents),37 approximately two‐

thirds of whom work in the potential congestion pricing zone.  Our focus on residents was largely informed by the 

available  health  evidence  and  exposure‐response  estimates  to  estimate  potential  health  impacts  related  to 

changes in air pollution, noise, and active transportation; health research regarding these effects is largely focused 

on resident  impacts.   The HIA field would benefit  from additional research on how transportation policies affect 

employee health, in addition to the research on workers in transportation‐related professions (e.g., truck drivers).   

Greenhouse gas  (GHG) emissions:   Climate  change  threatens  to have global and  catastrophic effects on health 

through:  increased  frequency,  intensity  and  length  of  heat waves,  floods,  droughts, windstorms  and wildfire, 

Page 31: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

Health Effects of Road Pricing in San Francisco, California                                                 San Francisco Public Health Department 

Program on Health, Equity and Sustainability 

 

Technical Report: September 2011                        ‐ 17 ‐ 

leading to increased mortality, illness and mental health impacts; increased exposures to ground‐level ozone and 

aeroallergens,  exacerbating  cardiovascular  and  pulmonary  illness;  and  shifts  towards  warmer  temperatures, 

leading  to  increased  risk of  food‐ and waterborne  infectious diseases.  38   Changes  in greenhouse gas emissions 

were estimated as a part of the SFCTA MAPS analyses and we chose not to duplicate the analysis.   

Access  to  local  jobs, goods, and services  including health care, child care:   Access  to  local  resources,  including 

employment,  goods  and  services  to meet daily needs,  is  fundamental  to people meeting  their basic needs  for 

survival  and  health.    Through  the  scoping  process,  communities  expressed  concerns  regarding  the  potentially 

increasing  costs of accessing  these  fundamental  resources with  the  implementation of  congestion pricing.   The 

SFCTA plans to include these specific transportation issues in the next phase of study – particularly with respect to 

transportation of children to and from school and childcare.   

Livability,  social  cohesion  and  associated mental  and  physical  health  impacts  including  stress:   We  did  not 

include these more distal health impacts in our analysis given our already broad scope and limitations in available 

methods to estimate potential impacts. 

 

Time and  related  stress and  increased environmental exposures of being  stuck  in  traffic or on  transit: Due  to 

limits  in currently available methods and more distal health  impacts we did not estimate  the health  impacts of 

changes in stress levels associated with changes in travel time.  We do consider changes in time spent travelling via 

walking and cycling.  Time spent in traffic is also associated with elevated personal exposures (e.g., to air pollution 

and noise), which is not taken into account in the modeling of environmental exposures. 

 

Transportation costs and low‐income drivers: The SFCTA analysis considered the broad equity implications of who 

would be paying the fee.   While we (and SFCTA staff) acknowledge that equity  is a serious concern for  local and 

regional  stakeholders,  we  did  not  focus  on  these  larger  equity  issues  given  the  SFCTA’s  current  policy 

recommendations to  include discounts for low‐income drivers and/or transit riders, as well as additional findings 

that less than 5% of peak‐period travelers to downtown San Francisco are drivers with annual household incomes 

< $50,000. Furthermore, data show many low‐income travelers in the Bay Area already rely on public transit and 

would thus benefit from faster, more reliable transit travel times resulting from pricing fee investments.  In a 2007 

poll of  regional  travelers,  the SFCTA  further  found  that  support  for  studying a San Francisco  congestion pricing 

program is highest among low‐income Bay Area residents.     

Economic  Impacts on Local Businesses:   This  issue was commonly raised  in public forums, was addressed  in the  

SFCTA’s feasibility study, and is further described in Section 2.4 of the feasibility study report.  Economic effects on 

businesses were not represented by commenters as health concerns.  

Fee  Investments:   Based on available data regarding the policy, our analysis  focuses on health  impacts resulting 

from changes in travel behavior.  Additional impacts are anticipated based on investments of the fee though those 

specifics will be determined in the next phase of the study.  We therefore focused our recommendations on how 

investments could be leveraged to promote health. 

Regional  Impacts:    Our  HIA  focuses  on  local  impacts  within  the  City  and  County  of  San  Francisco,  though 

congestion pricing proposals also impact on transportation behaviors and vehicle miles travelled at a regional level.  

Notably, the SFCTA’s transportation analysis for the feasibility study was a regional analysis, and the cordon area 

includes local residents as well as regional workers.  

Page 32: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

San Francisco Public Health Department                                                Health Impacts of Road Pricing in San Francisco, California 

Program on Health, Equity and Sustainability 

 

 

‐ 18 ‐                       Technical Report:  September 2011 

D. Data Sources

Based  on  the  framework  established  in  Figure  4,  our  HIA  addresses  the  aforementioned  research  questions 

regarding  the  health  impacts  of  transportation  policy  decisions  on  residents  in  the  City  and  County  of  San 

Francisco, California based on data from three scenarios:   2005 Existing Conditions, 2015 BAU, and 2015 RP.   An 

overview of the variables used for analyses, data sources, and unit of analysis is detailed in the following table. 

Table 2.  Key Input Data for the Road Pricing Health Impact Assessment 

Variable Data Source Geographic Unit of Analysis HIA Analyses

Transportation and Land Use Conditions: 2005 , 2015 BAU, 2015 RP

City Lots, Building Heights, Zoning 

Designation

SF Planning Lot AQ, Noise

Pedestrian Environmental Quality PEQI Data Collection Street Segment, Intersection Ped Inj

Traffic Volume by Vehicle Type, Time of Day, 

Traffic Speed (Free Flow and Congested 

Conditions), Bus Volumes

SFCTA Model Street Segment AQ, Noise, Cyclist Inj, 

Ped Inj, Equity

Trips, Travel Mode by Age Category BATS Bay Area Region Active Transport

Walk and Bike Trips, Travel Time SFCTA Model Transportation District  Active Transport, Cyclist 

Inj

Socio‐demographic Conditions: 2005 and 2015

Resident Age AGS Inc. Estimates  Census Block All

Average Household Income ABAG Estimates Transportation Analysis Zone Equity

Resident Population Data ABAG Estimates Transportation Analysis Zone All

Health Outcomes and Behaviors: 2005 Existing Conditions

Mortality CDPH (Vital Statistics) County AQ, Active Transport

Myocardial Infarction, Hospital Admission CDPH (OSHPD) County Noise

Vehicle‐Pedestrian Injury Collisions, Vehicle 

Cyclist Injury Collisions

SWITRS Intersection, Census Tract, County Ped Inj, Cyclist Inj

CDPH: California Department of Public Health

OSHPD:   Office of Statewide Health Planning and Development

PEQI:  Pedestrian Environmental Quality Index

SFCTA:  San Francisco County Transportation Authority

ABAG:  Association of Bay Area Goverments

AGS, Inc.:  Applied Geographic Solutions, Incorporated

AQ:  Air Quality

BATS:  Bay Area Travel Survey

Cyclist Inj:  Vehicle‐Cyclist Injury Collisions

Ped Inj: Vehicle‐Pedestrian Injury Collisions

 

The SFCTA’s travel forecasting model – SF‐CHAMP 4 ‐ estimates changes in travel patterns in San Francisco and the 

broader nine‐county Bay Area under different  land use, population, and  transportation  systems conditions  (see 

Attachment B for an overview of the model).39   SF‐CHAMP 4 model  inputs  include  land use, transportation, and 

population  data  from  the  SF  Planning  Department,  Association  of  Bay  Area  Governments,  U.S.  Census, 

Metropolitan Transportation Commission, and other sources.   Model outputs  include street  level traffic volumes 

and speeds, transportation district‐level trips by mode (walk/bike/transit/driving), travel duration, and district of 

residence of trip maker (n=12 San Francisco districts).  We used these SF‐CHAMP transportation model outputs for 

Page 33: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

Health Effects of Road Pricing in San Francisco, California                                                 San Francisco Public Health Department 

Program on Health, Equity and Sustainability 

 

Technical Report: September 2011                        ‐ 19 ‐ 

the 2005, 2015 BAU, and 2015 RP conditions, provided by SFCTA staff, as key inputs into the HIA analyses, where 

transportation parameters were necessary.  An important caveat is that these inputs are also modeled outputs of 

the  SFCTA’s  travel  forecasting model.   While  the model  is  internationally  regarded  as  a  sophisticated  travel 

forecasting approach which provides the best available estimates, its outputs are not precise predictions.  

We  also  used  Bay  Area  Travel  Survey  regional  data  on  trip making  and  travel mode  by  age,  as  data was  not 

available just for San Francisco, to estimate the proportion making trips and transportation mode by age.40    

We accessed City Parcel Data (city lots), Building Data (height) and Zoning Data (Land use designation) from the SF 

Planning Department for more detailed spatial assignment of residential populations as described in Appendix A. 

We  used  data  collected with  SFDPH’s  Pedestrian  Environmental Quality  Index  (PEQI)  –  an  observational  data 

collection  tool  developed  by  SFDPH  to  assess  physical  environmental  features  that  support  walking  in  San 

Francisco ‐ to assess existing conditions in and proximate to the area of focus for the congesting pricing study.  The 

PEQI integrates 30 variables that reflect the quality of the built environment for pedestrians;41  PEQI methods are 

further detailed in Appendix F. 

We used  the  same data  as  the  SFCTA  for  existing  and  future  resident  and  employee populations  and  average 

household income, based on regional estimates and projections provided to the City and County of San Francisco 

by the Association for Bay Area Governments, the regional planning agency for the San Francisco Bay Area.   We 

used socio‐demographic data on age and sex from census‐block level estimates and projections purchased by the 

City and County of San Francisco for existing and future conditions.42 As noted above, an important caveat is that 

these are the best available future estimates and not precise predictions.  

We used data on collisions resulting in injury to pedestrians and bicyclists in the City and County of San Francisco 

from California’s Statewide  Integrated Traffic Records System  (SWITRS) which contains data on reported vehicle 

collisions  on  public  roadways.43 We  used  data  on  resident  hospitalizations  for myocardial  infarction  from  the 

California Department of Public Health’s Office of Statewide Health Planning and Development, and mortality data 

from the California Department of Public Health’s Office of Vital Records.   

Data  caveats,  uncertainties,  and  implications  for  health  effects  estimates  are  further  discussed  in  the  Impacts 

Analysis  section  for  each  specific  health  impact  analyzed  in  this  report;  this  approach  to  health  effects 

characterization and uncertainty assessment is further explained in Appendix H. 

E. Methods

We used  the above data and ArcGIS 10, Stata 9, Microsoft Access, and Microsoft Excel software  to conduct  the 

analyses for this HIA.  We include detailed summaries of the HIA methods used for each of the following key HIA 

outputs  in the Appendices of this report.   These methods are also summarized  in their respective subsections  in 

the Impact Analysis section of this report (Section V).  

Appendix A.  Methods:  Population Exposure Assignment for Air Quality and Noise Impacts Estimation  

Appendix B.  Methods:  Air Pollution Impacts on Premature Mortality 

Appendix C.  Methods: Noise Impacts on Community Annoyance and Myocardial Infarction 

Appendix D.  Methods: Active Transportation and Lives Saved from Walking and Cycling  

Appendix E.  Methods: Vehicle‐Pedestrian Injury Collision Impacts 

Appendix F.  Methods and Analyses: Pedestrian Environmental Quality Index 

Appendix G.  Methods: Vehicle‐Cyclist Injury Collision Impacts 

Appendix H. Methods: Health Effects Characterization and Uncertainty Assessment 

Page 34: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

San Francisco Public Health Department                                                Health Impacts of Road Pricing in San Francisco, California 

Program on Health, Equity and Sustainability 

 

 

‐ 20 ‐                       Technical Report:  September 2011 

F. Health Effects Characterization and Uncertainty Assessment

Using guidance provided in Health Impact Assessment: A Guide for Practice, we characterized our estimated health 

effects based on our  judgment of whether  they were plausible, based on sound evidence, and  logical, and also 

acknowledged  data  limitations  and  uncertainties.44  Specifically,  we  described  characteristics  of  the  estimated 

health effects including likelihood, severity, magnitude, and distribution. The likelihood of an effect represents the 

degree of certainty that it will occur; severity of a health effect indicates its importance and intensity; magnitude 

represents  how  much  a  health  outcome  might  change  as  a  result  of  a  decision  course  of  action;  and  the 

distribution of effects reflects whether they are shared fairly among the affected populations. We also assessed 

each health effect characterization with respect to certainty  in the baseline  frequency of disease, assessment of 

exposure, and the statistical relationship between exposure and disease used to make health impacts predictions.  

Appendix H  includes an excerpt  from Health  Impact Assessment: A Guide  for Practice which provides a detailed 

summary of this approach to health effects characterization and uncertainty assessment. 

Page 35: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

Health Effects of Road Pricing in San Francisco, California                                                 San Francisco Public Health Department 

Program on Health, Equity and Sustainability 

 IV.  Baseline and Future Conditions: Populations and Traffic 

In this section we describe the existing conditions in 2005 and the predicted future 2015 conditions with respect to 

local populations and traffic in San Francisco, California, key inputs for the HIA estimates of policy‐related health 

impacts.     

A. 2005 → 2015: Impacted Populations

Based on our framework (Figure 4), we expect that the communities most likely to experience changes to health‐

relevant  environmental  conditions  under  BAU 

compared  to  a  future  in  2015  with  congestion 

pricing are  the  residents within and proximate  to 

the area boundaries. The  congestion pricing area 

depicted in red in the maps in this section includes 

the  northeast  and  downtown  areas  of  San 

Francisco – bordered by the I‐80 coming off of the 

Bay Bridge with off‐ramps that channel commuter 

traffic onto  local streets, 18th street  to  the south, 

and  Laguna  on  the west.    The  following  Table  3 

compares  the  overall  population  composition  in 

the congestion pricing area with  that outside  the 

pricing area based on a number of key population 

demographic  indicators  estimated  for  2005  and 

2015 conditions.  This potential congestion pricing 

zone  is comprised of a diversity of neighborhoods 

including  San  Francisco’s  downtown  business 

district, Union Square, North Beach, Russian Hill, Chinatown, the Marina, Pacific Heights, Nob Hill, Downtown Civic 

Center, the Tenderloin, off/on ramps from the Bay Bridge, as well as South of Market, Mission Bay, and northern 

Potrero Hill (a map including neighborhood boundaries and neighborhood names is included in Appendix I).  These 

neighborhoods are diverse  in  terms of  socioeconomic  status,  representing  some of  the poorest and wealthiest 

communities in the city – with an evident concentration of low income communities in the congestion pricing area  

(Figure  5).   While  a  lower  proportion  of  children  and  youth  live  in  the  congestion  pricing  area  (11%,  2005) 

compared to the area outside the zone (18%, 2005) – there are evident concentrations of children and youth in the 

area,  particularly  in  and  around  Chinatown  and  the  Tenderloin  communities  (Figure  6).    A  slightly  higher 

proportion  of  the  population  in  the  congestion  pricing  area  is  aged  65  and  older  (16%,  2005)  compared  to 

populations living outside of the area (13%, 2005).   

Figure 5.  Average Household Income (2005, TAZ 

Level):  San Francisco, California  

 

Technical Report: September 2011                        ‐ 21 ‐ 

Page 36: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

San Francisco Public Health Department                                                Health Impacts of Road Pricing in San Francisco, California 

Program on Health, Equity and Sustainability 

 

 

‐ 22 ‐                       Technical Report:  September 2011 

Table 3.  Population Characteristics in 2005 (Existing Conditions) and 2015 (Projected): San Francisco, 

California  

Population Characteristics 2005 2015 2005 → 2015 

(% Change )

Citywide 796,000 824,000 4%Outside Pricing Zone 624,000 641,000 3%In Pricing Zone 172,000 183,000 6%

Citywide 553,000 637,000 15%Outside Pricing Zone 188,000 208,000 11%In Pricing Zone 365,000 429,000 18%

Citywide< $35,000 14% 13% ‐1%

$35,000 ‐ 70,000 60% 57% ‐3%>$70,000 26% 30% 4%

Outside Pricing Zone< $35,000 3% 3% ‐1%

$35,000 ‐ 70,000 71% 67% ‐4%>$70,000 25% 31% 5%

In Pricing Zone< $35,000 41% 38% ‐3%

$35,000 ‐ 70,000 32% 34% 3%>$70,000 27% 28% 1%

Citywide 4% 4% 0%Outside Pricing Zone 5% 5% 0%In Pricing Zone 3% 3% 0%

Citywide 12% 11% ‐1%Outside Pricing Zone 13% 12% ‐1%In Pricing Zone 8% 7% ‐1%

Citywide 13% 15% 2%

Outside Pricing Zone 13% 14% 1%

In Pricing Zone 16% 17% 1%

Citywide 46% na naOutside Pricing Zone 46% na naIn Pricing Zone 44% na na

People of Color (% of population)

Employees (N)

Residents (N)

Average Household Income (%, TAZ level)

Children (% of population, age 0‐4)

Youth (% of population, age 5‐19)

Seniors (% of population, age 65 and older)

 

The area of focus for congestion pricing draws a diversity of employees and visitors; this area includes the Financial 

District, City Hall and numerous  local government buildings, Fisherman’s Wharf,  shopping and  theater districts, 

and AT&T Park (home of the San Francisco Giants baseball team).  As detailed in Table 3, approximately two‐thirds 

of individuals employed San Francisco work in the congestion pricing target area. 

Page 37: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

Health Effects of Road Pricing in San Francisco, California                                                 San Francisco Public Health Department 

Program on Health, Equity and Sustainability 

Figure 6.  Youth and Senior Population Densities in San Francisco, California:  2005 Conditions 

   

As depicted  in the maps  in Figures 7  ‐ 8,  in 2015 there are projected  increases  in both residential and employee 

populations in San Francisco, most notably in the southeast section of the potential congestion pricing zone area 

(outlined in red).  Specifically, we see resident population increases from 2005 to 2015 of 4% citywide, the increase 

in the congestion pricing area (6%) double that in areas outside the zone (3%).  Employment increases in 2015 area 

also more  concentrated  in  the  congestion pricing  study  zone  (Figure 8).   The potential  congestion pricing  zone 

accounts  for approximately 17% of  the  city’s  land area, 22% of San Francisco’s  residents, 66% of San Francisco 

employees, and approximately one‐third of  the  city’s aggregate  traffic  volume  in  the  study  scenarios  (see next 

section).   

Figure 7.  Residential Population in 2005 and Projected Percent Change in 2015:  San Francisco, 

California  

 

 

Technical Report: September 2011                        ‐ 23 ‐ 

Page 38: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

San Francisco Public Health Department                                                Health Impacts of Road Pricing in San Francisco, California 

Program on Health, Equity and Sustainability 

 

 

‐ 24 ‐                       Technical Report:  September 2011 

Figure 8.  Employee Population in 2005 and Projected Percent Change in 2015:  San Francisco, 

California  

   

B. 2005 → 2015: Traffic Impacts Based on the SFCTA model SF‐CHAMP, there are over 4 million trips to, from, and within the city each day in 2005 

conditions – approximately half of which are made by people starting trips from outside of the city.  The following 

maps  (Figure  9)  depict  traffic  density  and  changes  in  traffic  density  under  the  three  study  scenarios.   Map  A 

illustrates traffic density in 2005 conditions, while Map B depicts changes in traffic density from 2005 – 2015 BAU, 

illustrating increases in traffic on the local streets in the already heavily trafficked congestion pricing target area as 

well as along San Francisco’s freeways as regional traffic  increases.   Map C and Map E  illustrate traffic density  in 

the 2015 scenarios under business and usual versus with road pricing; Map D visualizes that spatial distribution of 

changes in traffic density between 2015 BAU and 2015 RP.  As evident in Map D, relative to traffic density in 2015 

BAU, there are traffic increases in 2015 RP on the southern edges of the road pricing boundary in the Castro area 

of San Francisco as well as in the Mission.  There is also an increase along the northern part of Highway One which 

runs north and south along the western side of the City, near the Presidio and the exit off the Golden Gate Bridge. 

 

Page 39: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

Health Effects of Road Pricing in San Francisco, California                                                 San Francisco Public Health Department 

Program on Health, Equity and Sustainability 

Figure 9.  Traffic Volume Density in 2005, 2015 BAU, and 2015 RP:  San Francisco, California  

Map A.  2005 Traffic Density              Map B. Change in Traffic Density:  2005 → 2015 BAU 

       

Map C.  2015 RP Traffic Density              Map D. Change in Traffic Density:  2005 → 2015 RP 

     

Map E.  2015 BAU Traffic Density              Map F. Change in Traffic Density:  2015 BAU → 2015 RP 

     

 

Technical Report: September 2011                        ‐ 25 ‐ 

Page 40: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

San Francisco Public Health Department                                                Health Impacts of Road Pricing in San Francisco, California 

Program on Health, Equity and Sustainability 

 

 

‐ 26 ‐                       Technical Report:  September 2011 

As detailed in the following table, from 2005 to 2015 BAU, traffic citywide is estimated to increase approximately 

7% ‐ with the increase in the congestion pricing zone (10%) double that in areas outside the zone (5%).  With the 

introduction of road pricing in 2015, traffic is estimated to decrease citywide by 4%, with traffic reductions largely 

in the pricing zone (11% vs. <1% outside the pricing zone). 

Table 4.  Traffic Volume (Aggregated, Segment Level) in 2005, 2015 BAU, and 2015 RP Conditions 

Citywide, Outside and Inside the Potential Road Pricing Zone:  San Francisco, CA  Traffic Volume (Aggregated) 2005 2015 BAU 2015 RP 2005 → 2015 

BAU (% 

Change )

2005 → 2015 RP 

(% Change )

2015 BAU → 

2015 RP (% 

Change )Citywide 80,032,000 85,431,000 81,800,000 7% 2% ‐4%Outside Pricing Zone 52,675,000 55,346,000 55,108,000 5% 5% ‐0.4%In Pricing Zone 27,357,000 30,085,000 26,692,000 10% ‐2% ‐11%  

Notably, land use and transportation policy decisions in San Francisco have directed increased residential densities 

along central city transportation corridors and on lands that were formerly industrial uses.45    Several of the areas 

experiencing  increases  in residential density have high existing traffic densities, yet a  low  level of car ownership 

and higher  levels of  local and  regional  transit access  (e.g.,  the South of Market).   Other  locations with planned 

growth are more vehicle‐oriented ‐ further from the downtown core with few local businesses and retail services 

(e.g., Potrero Hill and Mission Bay).  As detailed in Figure 7 and Table 4, most of this new residential development – 

and associated  increases  in vehicle trips under BAU conditions ‐ are more concentrated  in the congestion pricing 

zone.    Forecasted  increases  in  residents  and  in  traffic  in  growth  areas  result  in  increased  conflicts  among 

residential  and  transportation  uses.  Changes  in  transportation‐attributable  health  effects  under  2015  BAU 

conditions reflect these conflicts.      

Page 41: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

Health Effects of Road Pricing in San Francisco, California                                                 San Francisco Public Health Department 

Program on Health, Equity and Sustainability 

 

Technical Report: September 2011                        ‐ 27 ‐ 

V.  Impact Analysis  

This section summarizes the results of our health impacts analysis.  The subsections are organized around health 

determinants  selected  in  scoping:  vehicle  air  pollutants,  traffic‐related  noise,  active  transportation,  vehicle‐

pedestrian injury collisions, and vehicle‐cyclist injury collisions. For each determinant, we provide: 

Discussion of causal effects related to exposure factors and health determinants 

Analysis of changes in proximate exposure factors and health determinants 

Quantitative analysis of one or more health outcomes 

Overall characterization of health effects 

Certainty in health effects characterization 

We  also  include  separate  subsections  assessing  health  equity with  respect  to  traffic  exposure  as measured by 

traffic density and costs of traffic‐related health impacts where monetary valuations are available. 

As noted in the earlier discussion regarding the HIA data sources and methods, there are two caveats relevant for 

all of the analyses: 

o Forecasted health effects are based on estimated changes  in transportation conditions and populations 

(as  described  in  Section  III)  estimated with  the  best  available models,  however  actual  population  and 

transportation conditions, and thus associated health effects, may ultimately vary from these estimates.  

Errors in population and transportation forecasts are not likely to be different in proportion or magnitude 

among  areas  inside  vs.  outside  the  congestion  pricing  zone,  providing more  confidence  regarding  the 

estimated relative differences in health effects among the different scenarios.   

o Health  impacts of 2015 RP are estimated based on SFCTA SF‐CHAMP model outputs that do not  include 

programmatic improvements and mitigations that would be implemented with funding from road pricing 

subsequent  to  programmatic  implementation  or  because  of  requirements  for  programmatic 

environmental  mitigations.  These  improvements  and  mitigations  might  include  traffic  calming, 

streetscape and  landscape  improvements, and school ridesharing.   These enhancements will be  further 

evaluated in the next phase of the SFCTA’s study. 

A  final  note  is  that we  refer  to  the  area  that would  be  included  in  the  potential Northeast  (AM/PM)  Cordon 

Scenario boundaries as  the Congestion Pricing Zone  in  the  tables  reporting  the  results of  the analyses of 2005, 

2015 BAU, and 2015 RP scenarios.  Notably, the only scenario in which there is a theoretical road pricing zone and 

associated  boundaries  is  the  2015  RP  scenario.   Under  2005  and  2015  BAU  conditions, we  thus  use  the  term 

"Congestion Pricing Zone" (or “Road Pricing Zone,” in the text) solely as a spatial reference to the area included in 

the potential Northeast Cordon Scenario boundaries. 

 

Page 42: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

San Francisco Public Health Department                                                Health Impacts of Road Pricing in San Francisco, California 

Program on Health, Equity and Sustainability 

 

 

‐ 28 ‐                       Technical Report:  September 2011 

A. Vehicle Air Pollutants

Health effects of roadway vehicle air pollutants  

Engine exhaust from diesel and gasoline engines in roadway vehicles is a complex mixture of particles and gases.  

Air  pollutants  in  vehicle  exhaust  include  carbon monoxide  (CO),  particulate matter  (PM),  and  nitrogen  oxides 

(NOx),  as  well  as  other  non‐criteria  toxic  air  contaminants  such  as  benzene,  1,3‐butadiene,  formaldehyde, 

acetaldehyde, acrolein, naphthalene, and diesel exhaust.  Particulate matter, carbon monoxide, nitrogen dioxide, 

and ozone have well‐established causal relationships with human health and are subject to nationwide ambient air 

quality standards, monitoring and control requirements under the Federal Clean Air Act.46   

This report did not focus on the effects of other vehicle emissions, including ozone precursors and fine particulate 

matter which have  important  health  effects  over  a  broader  spatial  area.    The  location  of  roadways  and  other 

transportation  facilities  –  and  the  amount  of  traffic  associated  with  those  facilities  ‐  determines  the  spatial 

patterns of exposure to several traffic‐related air pollutant emissions from vehicle sources in urban areas.  A 2007 

meta‐analysis based on 33 exposure studies and four pollutants ‐ carbon dioxide, nitrogen oxides, particulates and 

ultra‐fine particulates ‐ found significant spatial differences exist in multiple traffic‐related air pollutants relative to 

proximity  to busy  roadways.47   Research  in  some  locations based on measurements of  fine particulate matter 

(PM2.5) found that a significant share of spatial intra‐urban air pollution variation in ambient levels of PM2.5 is due 

to  local  traffic  sources,48 and  that  traffic density explains variation  in  local and  regional PM2.5 concentrations.49   

Studies  on  traffic  proximity  assess  the  effects  of  exposure  to  traffic‐related  air  pollutants  collectively,  as  a 

mixture.50  A Health Effects Institute (HEI) Report in 2008 concluded that “Evidence was ’sufficient‘ to infer a causal 

relationship between exposure to traffic‐related air pollution and exacerbation of asthma and ’suggestive‘ to infer 

a causal relationship with onset of childhood asthma, non‐asthma respiratory symptoms,  impaired  lung function, 

and  total  and  cardiovascular  mortality.”51  Individual  epidemiological  studies  associate  roadway  proximity  or 

vehicle emissions  to  impairments of  lung  function;  52 asthma  symptoms;  53  medical visits  for asthma;54 asthma 

prevalence and incidence; 55 and ischemic heart disease.56  

Figure 10 details  the pathway  through which  road pricing policy  contributes  to air pollution and  related health 

effects.  Specifically, road pricing contributes to decreases in auto trips and resulting local traffic volumes as well as 

changes  in  local  traffic  speeds.   This  in  turn  results  in changes  to vehicle pollution emissions and an associated 

range of health effects.   

Page 43: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

Health Effects of Road Pricing in San Francisco, California                                                 San Francisco Public Health Department 

Program on Health, Equity and Sustainability 

Figure 10.  Health Effects of Road Pricing Policy Mediated by Air Pollution 

 

 

 

The pathway  in Figure 10  is specific  for PM2.5 and premature mortality but  the  framework also applies  to other 

vehicle emissions and health effects.  Pollutants with important vehicle sources are identified in Table 5.  Reviews 

of  causal  evidence  linking  individual  pollutants  and  health  outcomes  can  be  found  in  several  authoritative US 

Environmental Protection Agency (USEPA) scientific reviews including those conducted by the Clean Air Scientific 

Advisory Committee (CASAC) on Clean Air Act criteria pollutants.57    

 

Technical Report: September 2011                        ‐ 29 ‐ 

Page 44: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

San Francisco Public Health Department                                                Health Impacts of Road Pricing in San Francisco, California 

Program on Health, Equity and Sustainability 

 

 

‐ 30 ‐                       Technical Report:  September 2011 

Table 5.  Air Pollutants with Important Motor Vehicle Sources and Associated Health Effects 

 

  Air Pollutant  Source  Health Effects 

Ozone  Tropospheric ozone is formed in the atmosphere from chemical transformation of certain air pollutants in the presence of sunlight. Ozone precursors include vehicles, other combustion processes and the evaporation of solvents, paints, and fuels 

Eye irritation, airway constriction, and shortness of breath and can aggravate existing respiratory diseases such as asthma, bronchitis, and emphysema. 

Carbon Monoxide (CO) 

 

Produced due to the incomplete combustion of fuels, particularly by motor vehicles 

Reduced oxygen‐carrying capacity of the blood resulting in fatigue, impaired central nervous system function, and induced angina. 

Particulate Matter  

(PM10 and PM2.5) 

 

Diverse sources including motor vehicles (tailpipe emissions as well as brake pad and tire wear, wood burning fireplaces and stoves, industrial facilities, and ground‐disturbing activities 

Impaired lung function, exacerbation of acute and chronic respiratory disease, including bronchitis and asthma, emergency room visits and hospital admissions, and premature death. 

Nitrogen Dioxide (NO2) 

 

Combustion processes in vehicles and industrial operations 

Acute and chronic respiratory disease  

Criteria Pollu

tants 

Sulfur Dioxide (SO2) 

 

Combustion of sulfur‐containing fuels such as oil, coal, and diesel 

Acute and chronic respiratory 

Diesel exhaust  Diesel engines  Probable human carcinogen (IARC Group 2A)  

Benzene  Gasoline engines  Known human carcinogen (IARC Group 

1A) 

1,3 butadiene  Motor vehicle engines  Probable human carcinogen (IARC Group 

2A) 

Non‐criteria Pollu

tants 

Benzo(a) pyrene 

Motor vehicle engines  Probable human carcinogen (IARC Group 

2A) 

 

Page 45: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

Health Effects of Road Pricing in San Francisco, California                                                 San Francisco Public Health Department 

Program on Health, Equity and Sustainability 

Analysis of Traffic‐Attributable Fine Particulate Matter (PM2.5) and Mortality 

In general, reductions in air pollution sources in populated areas result in relatively proportional reductions in air 

pollution exposure and air pollution‐attributable health effects.  Traffic represents only one source of air pollution, 

thus the reductions  in pollutant concentrations associated with a change  in traffic trips and volume depends on 

the  traffic‐attributable  share  of  the  pollutant.    For  example,  research  shows  that  local  traffic  sources  are 

responsible for roughly 20‐30% of the intra‐urban variation in respirable particulate matter and roughly 60‐70% of 

the intra‐urban variation of Nitrogen Dioxides in urban areas in the United States.58 

While  it  is  possible  to  estimate  quantitatively  the  effects  on  multiple  health  outcomes  for  several  distinct 

pollutants,  we  chose  to  apply  estimation  methods  only  to  one  pollutant‐outcome  relationship:  premature 

mortality  associated  with  chronic  exposure  to  PM2.5.   We  selected  this  particular  outcome  for  the  following 

reasons: the severity of the health outcome  (pre‐mature mortality); the established causal relationship between 

exposure  to PM2.5  and pre‐mature mortality;  the  availability of  exposure‐response  functions utilized  in existing 

regulatory impacts assessment by the USEPA and the California Air Resources Board; and existing SFDPH technical 

capacity to model community‐level traffic attributable changes in PM2.5 concentrations.  Detailed methods for the 

quantitative assessment are provided in Appendix B.  The fact that we limited our analysis to one health outcome 

means  that  the  quantitative  estimates  do  not  capture  the  full  spectrum  of  health  effect  of  changes  in  air 

pollution in the different scenarios.   

The following maps (Figure 11) depict traffic‐attributable PM2.5 in three scenarios:  2005, 2015 BAU, and 2015 RP.  

We estimated increases in the highest levels of PM2.5 from 2005 (upper left) to 2015 BAU (upper right) in the area 

inside the road pricing boundary and along the freeways and highways.  When comparing 2015 RP (lower right) to 

2015  BAU  (upper  right) we  see minor  decreases within  the  cordon  particularly  in  areas with  relatively  higher 

baseline  concentrations  along with minor  increases  in  the  areas  just  outside  of  the  cordon  boundary  due  to 

moderate increases in traffic volumes on the edges of the zone as detailed in Figure 9, Map D.   

Figure 11.  Traffic attributable fine particulate matter (PM2.5) modeled in 2005, 2015 “Business As 

Usual” (BAU) and 2015 with Road Pricing (RP) Conditions: San Francisco, California 

 

Technical Report: September 2011                        ‐ 31 ‐ 

 

 

 

 

 

 

 

 

   

 

 

 

 

 

Page 46: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

San Francisco Public Health Department                                                Health Impacts of Road Pricing in San Francisco, California 

Program on Health, Equity and Sustainability 

 

 

‐ 32 ‐                       Technical Report:  September 2011 

Table 6a and 6b provide a tabular summary of the differences among the scenarios documenting the proportional 

increase or decrease in share of the San Francisco population exposed to varying levels of traffic attributable PM2.5.  

Table 6a provides estimates of this change for  2005 → 2015 BAU conditions and Table 6b provides the estimates 

for 2015 BAU → 2015 RP conditions.   

Table 6a.  Estimated Traffic Attributable Fine Particulate Matter (PM2.5) Levels and 2015 Residential 

Population Exposures in 2005‐2015 BAU: San Francisco, California  (n=824,000) 

2005 0.1‐0.2 0.3‐1.0 1.1‐2.0 2.1‐3.0 3.1‐4.0 4.1‐6.7

0.1‐0.2 0.2% ‐ ‐ ‐ ‐ ‐0.3‐1.0 0.0% 26% 0.5%

0.6%0.6%

0.8%

3%

‐ ‐ ‐

1.1 ‐2.0 ‐ 0.9% 36% ‐ ‐2.1‐3.0 ‐ ‐ 1.1% 23% ‐3.1‐4.0 ‐ ‐ ‐ 0.4% 7%4.1‐6.7 ‐ ‐ ‐ ‐ ‐ 4%

95%2%

No ChangeReduction from 2015 BAU with 2015 RPIncrease from 2015 BAU with 2015 RP

 SUMMARY: 2015 Residents Experiencing Impacts (%)

2015 BAU

 

Overall,  under  2015  BAU  relative  to  2005,  95%  of  the  population  does  not  see  a  substantial  change  in  PM2.5 

exposure.   However,  2%  of  residents would  experience  decreases  in  exposure  relative  to  2005  levels,  and  3% 

would  have  increases  in  exposure  relative  to  2005  levels.    Importantly,  residents  experiencing  increases  in 

exposure tend to be those already in higher exposure areas in 2005. 

Table 6b.  Estimated Traffic Attributable Fine Particulate Matter (PM2.5) Levels and 2015 Residential 

Population Exposures in 2015‐2015 RP: San Francisco, California  (n=824,000) 

2015 BAU 0.1‐0.2 0.3‐1.0 1.1‐2.0 2.1‐3.0 3.1‐4.0 4.1‐6.7

0.1‐0.2 0.2% 0.0%0.7%

0.7%0.4%

2%

‐ ‐ ‐ ‐0.3‐1.0 0.0% 26% ‐ ‐ ‐1.1 ‐2.0 ‐ 1.0% 36% ‐ ‐2.1‐3.0 ‐ ‐ 3% 20% ‐3.1‐4.0 ‐ ‐ ‐ 4% 4% ‐4.1‐6.7 ‐ ‐ ‐ ‐ 2% 3%

88%10%

No ChangeReduction from 2015 BAU with 2015 RPIncrease from 2015 BAU with 2015 RP

 SUMMARY: 2015 Residents Experiencing Impacts (%)

2015 RP

  

Under 2015 RP relative to 2015 BAU exposure levels, 88% of the population does not see a substantial change in 

PM2.5 exposure.  Ten percent of residents would have decreases in exposure relative to 2015 BAU levels, and these 

decreases are experienced across the range of 2015 BAU exposure levels including the highest exposure category 

(4.1‐6.7).  2% of residents would have increases in exposure in 2015 RP relative to 2015 BAU levels.   

Using  the  estimated  changes  in  concentrations  of  PM2.5  (methods  detailed  in Appendix  B)  and  the  population 

exposure assignment method detailed in Appendix A, we estimated the impact of pollutant concentration changes 

on pre‐mature mortality.   As detailed  in  the  following  summary, we estimate an  increase  in premature deaths 

attributable to PM2.5 from 2005 – 2015 BAU, with an increase of one death citywide and two deaths in the cordon 

zone  (the  larger  increase  in deaths  in  the  congestion pricing  zone  relative  to  citywide explained by variation  in 

Page 47: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

Health Effects of Road Pricing in San Francisco, California                                                 San Francisco Public Health Department 

Program on Health, Equity and Sustainability 

estimated  net  changes  in  PM2.5  exposure  for  residents  across  the  city  largely  explained  by  changes  in  vehicle 

volume).   Under 2015 RP, we estimate a reduction of three deaths annually compared to BAU conditions – all  in 

the area that is the focus of the congestion pricing policy.   

Table 7.  Mortality Attributable to Traffic‐related PM2.5 in 2005, 2015 Business As Usual, and 2015 with 

Road Pricing Conditions: San Francisco, California 

Health Impacts           

(Annual Estimates)

2005 2015 BAU 2015 RP Change: 

2005 → 

2015 BAU

Change: 

2005 → 

2015 RP

Change: 2015 

BAU → 2015 

RP

Air Pollution, Mortality Attributable to Traffic‐related PM 2.5 (N, Ages 30 and up)Citywide 65 66 63 1 ‐2 ‐3

Congestion Pricing Zone 24 26 23 2 ‐1 ‐3   

Health Effects Characterization: Air pollutant Health Effects 

Table 8  summarizes our overall  characterization of  the health effects of  the  road pricing policy under  study on 

premature mortality  predicted  by  traffic‐attributable  PM2.5.    Based  on  the  available  evidence:  there  is  a  high 

likelihood that the proposed policy will reduce pre‐mature mortality due to respirable particulate matter exposure 

health;  the  severity of  the effect—  including acute and chronic  respiratory diseases and mortality—is high;  the 

magnitude of the predicted decrease  in premature deaths  is  limited relative to 2015 BAU; and the reduction of 

deaths particularly in the cordon zone contributes to a restorative equity effect. 

 

Technical Report: September 2011                        ‐ 33 ‐ 

Page 48: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

San Francisco Public Health Department                                                Health Impacts of Road Pricing in San Francisco, California 

Program on Health, Equity and Sustainability 

 

 

‐ 34 ‐                       Technical Report:  September 2011 

Table 8.  Road Pricing Policy Health Effects Characterization: Traffic Attributable PM2.5 and Premature 

Mortality 

Health Effects: 

Characteristics

Interpretation Characterization

Overall Assessment    Based on the following health effects characterization and 

uncertainty factors regarding the magnitude of estimated 

effects, what is the overall assessment of confidence in the 

health effects estimate?

High‐Moderate 

Likelihood How certain is it that the road pricing policy under study will 

affect traffic‐related premature mortality, irrespective of the 

frequency, severity, or magnitude of the effect?

Very Likely/Certain: Consistent evidence 

for causality from epidemiologic studies 

with diverse populations, pollution mixes, 

and exposure range, as well as evaluation 

studies of congestion pricing in other 

countries.

Severity How important is the effect on traffic‐attributable (PM2.5) 

premature deaths with regards to human function, well‐being 

or longevity, considering the affected community's current 

ability to manage the health effects?

High: The impacts on PM2.5 are associated 

with reductions in mortality.

Magnitude How much will traffic‐attributable (PM2.5) premature deaths 

change as a result of the road pricing policy under study?Limited (High‐Moderate Certainty)a:  

Compared to 2015 BAU, 2015 with RP 

contributes to a decrease in 3 traffic‐

attributable (PM2.5) premature deaths 

each year.

Distribution Will the effects be distributed equitably across populations?  

Will the road pricing policy under study contribute to a reversal 

of baseline inequities?

Restorative Equity Effects:  Populations in 

the cordon zone have been historically, 

disproportionately burdened with traffic‐

attributable air pollution in their 

communities.  The road pricing policy 

under study has the potential to reduce 

some of this inequity and related deaths.

 

a    See  Table  9  for  a  summary  of  factors  impacting  on  the  certainty  of  the magnitude  of  the  health  effects characterization. 

 

Certainty in Magnitude of Health Effects 

The  quantitative  analysis  of  the  magnitude  of  the  impacts  on  premature  mortality  includes  a  number  of 

assumptions and parameters with uncertainty as summarized in Table 9.  These uncertainties informed the level of 

confidence  of  the  health  effect  characterization  summarized  in  Table  9.      Two major  uncertainties  relate  to 

predicting exposure and the validity of the exposure response function.  

Exposure analysis depends on accuracy both in traffic changes as well as the emissions model.  As stated in Section 

III, we used SF‐CHAMP model outputs as our best available estimates of traffic in the three scenarios.  The EMFAC 

2007 emissions model used  in this analysis accounts for vehicle types and emissions  in current and future years.  

EMFAC  2007  does  not  fully  account  for  emissions  reductions  likely  to  occur  in  the  future,  for  example, with 

California regulations on greenhouse gas emissions from passenger vehicles authorized by California Assembly Bill 

1493  (Pavley).   Estimation of  the  impacts of  these regulations has been  largely  focused on greenhouse gases as 

opposed  to  fine particulates.   A conservative assumption made  for  this analysis  is  that  the proportion of  traffic 

comprised of  trucks does not change across  time or scenarios.   Also, given  the nature of  the San Francisco bus 

fleet, bus volumes are not included in the traffic inputs.  Given anticipated fleet conversions to alternative fuels,59 

Page 49: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

Health Effects of Road Pricing in San Francisco, California                                                 San Francisco Public Health Department 

Program on Health, Equity and Sustainability 

we do not anticipate changes in on‐road transit vehicles would contribute to significant changes in exposure and 

resultant health impacts.  

The exposure‐response function  (ERF)  is based on studies conducted  in diverse contexts and  is applicable to the 

San  Francisco  context.   However,  the  studies used  to develop  the  ERF  examine  the  effects on health of  inter‐

regional  differences  in  pollutants.    This  analysis  applies  those  ERFs  to within‐region  concentration  differences.  

Some have argued that ERFs based on  inter‐regional studies may under‐estimate the slope of the concentration‐

response  relationship.60     We also assume  that we can extrapolate  the ERF  to  the exposure  range  found  in San 

Francisco. The range of exposure in our analysis is within the range of the studies used to define a E‐R relationship 

for PM2.5.   Scientific evidence has not established a  threshold below which effects of PM2.5 on mortality do not 

occur.   The ERF does not account  for differential vulnerability. Vulnerability or  resilience  factors  to air pollution 

health effects may vary within study area.   Our approach does not account  for socio‐economic factors  including 

poverty, education, and employment that may modify the effect of PM2.5 on mortality.  

Our quantitative  analysis modeled primary  PM2.5  emissions  and did not  include  the  influence of  reducing NOx 

emissions  on  secondary  ammonium  nitrate  (particle)  formation.  This  omission  is  likely  to  underestimate  the 

potential health benefits of road pricing. 

It  is  important  to note  that bicycle  commuters  receive  relatively high doses of air pollution  compared with  car 

commuters, given increased time in traffic, proximity to sources, and elevated minutes of ventilation – though not 

likely enough  to  counterbalance  the physical activity benefits.  61    Increases  in air pollution exposure associated 

with active transportation were not considered in the analysis of air pollution effects. 

Table 9.  Uncertainty Factors Regarding the Magnitude of Estimated Health Effects for Traffic‐related 

PM2.5 and Premature Mortality 

Factors Affecting Certainty Assessment Approach Summary 

Confidence Level

Exposure Assessment Reliable small level population estimates.  Method for parcel 

level assignment not validated but defensible.  Validated traffic 

volume estimates. Assuming share of truck traffic remain 

constant using EMFAC emissions models.  Bus volumes not 

included; would not anticipate significant changes in impacts 

due to fleet conversions to alternative fuels.  Emissions models 

(EMFAC) valid in base and future years. High uncertainty with 

precision of dispersion model in urban environment. Model 

approach has been validated based on limited measured 

values.

Moderate

Baseline Disease Prevalence Mortality Rate: County‐level data from vital statistics. High  

Exposure‐Response Function 

(ERF)

Modest variation in ERF in the most reliable studies.  ERF not 

specific to San Francisco but applicable in exposure range 

according to CARB expert consensus. ERF does not take into 

account differential vulnerability within the SF population.

Moderate

 

 

Technical Report: September 2011                        ‐ 35 ‐ 

Page 50: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

San Francisco Public Health Department                                                Health Impacts of Road Pricing in San Francisco, California 

Program on Health, Equity and Sustainability 

 

 

‐ 36 ‐                       Technical Report:  September 2011 

B. Road Traffic Noise

Health Effects of Road Traffic Noise 

Roadway vehicles represent the primary source of urban environmental noise.62  Exposure to noise is a function of 

the distance from roadways, vehicle volume, vehicle and engine type, operating speed, and roadway conditions. 

Health effects of environmental noise, including roadway noise, depend on the intensity of noise, on the duration 

of exposure, and the context of exposure.   While  individual sensitivity to noise may vary substantially, moderate 

levels  of  noise  can  limit  or  interfere with  the  ability  to  conduct  daily  tasks  and  activity—  to  have  an  ordinary 

conversation, enjoy a leisure activities, rest, sleep, concentrate or get tasks done.  Noise annoyance is defined as “a 

feeling of  resentment, displeasure, discomfort, dissatisfaction, or offense when noise  interferes with someone's 

thoughts, feelings, or actual activities.”63   

Sufficient scientific evidence documents that chronic exposure to moderate  levels of noise below  levels required 

for  mechanical  damage  to  hearing  can  result  in  other  health  and  physiological  impacts  including  cognitive 

impairment, decreased  school performance,  sleep disturbance,  and hypertension and  ischemic heart disease.64  

Numerous well designed studies also show that children exposed to chronic transportation noise have deficits  in 

school performance and educational outcomes.65  

As a physiological stressor that affects the autonomic nervous system and the endocrine system, noise may harm 

the  cardiovascular  system.    Substantial  emerging  evidence  links moderate  levels of  traffic noise  (>65 dB(A))  to 

hypertension and  ischemic heart disease.66   In a meta‐analysis of 43 studies of noise exposure and heart disease 

published  in 2002, road traffic noise was associated with higher risk for myocardial  infarction and  ischemic heart 

disease than in the general population, and air traffic noise was associated with consultation with a doctor about 

heart problems, use of cardiovascular medications, and angina pectoralis.67  In the same meta‐analysis, exposure 

to air traffic noise was statistically associated with hypertension with an estimated relative risks per 5 dB(A) noise 

increase  of  1.26  (1.14‐1.39).  In  a  2009 meta‐analysis,  Babisch  synthesized  a  dose‐response  function  between 

increasing noise levels above 60 dB(A) and cardiovascular risk.68  A large study published in 2009 found a notable 

effect of noise on hypertension at > 64 dB(A) (OR 1.45, 95% CI 1.04  ‐ 2.02) with age acting as an effect modifier 

(effects in middle aged 40‐59).69 

Figure  12  illustrates  the  causal  pathways  through which  road  pricing  policy may  impact  health  via  changes  in 

traffic‐related noise.  Similar to the pathway for air pollutant impacts, road pricing increases the cost and therefore 

reduces the demand for auto trips.  Consequentially, pricing could decrease local traffic volumes, resulting in less 

traffic‐related noise and diminishing  its resulting health  impacts.   Changes  in the composition of traffic based on 

vehicle  type  (e.g.,  increases  in  buses) may  counterbalance  reductions  in  noise  associated with  reduced  traffic 

volumes.  Increases in speed could also contribute to increased noise.    

Page 51: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

Health Effects of Road Pricing in San Francisco, California                                                 San Francisco Public Health Department 

Program on Health, Equity and Sustainability 

Figure 12.  Pathway from Road Pricing Policy to Traffic‐Related Noise Health Impacts 

 

  

Analysis of Traffic‐Attributable Noise Levels and Associated Health Impacts 

As  discussed  above,  traffic  noise  is  causally  associated with  numerous  effects  on  health,  and  changes  in  the 

population exposure to traffic noise would be expected to result  in corresponding changes to population health. 

To evaluate  the magnitude of  the effect, we  first modeled how  traffic‐attributable noise  levels  in San Francisco 

would change given the alternative scenarios.  We then calculated the effect of the changes in noise levels on two 

outcomes—community annoyance and heart attacks.  Analytic methods are described in Appendix C.   

The maps  in Figure 13 depict traffic‐attributable noise  levels  in three scenarios: 2005, 2015 BAU, and 2015 RP at 

the residential parcel level.  The highest noise levels are concentrated in and on the boundaries of the congestion 

pricing zone area – with noise levels elevated near freeways and highways and increasing from 2005 (upper left) to 

2015 conditions both under BAU (upper right) and with road pricing  (lower left).  These differences in noise levels 

are predicted by streets with higher  traffic volumes, slower congested speeds, and higher proportions of  traffic 

comprised of trucks and/or buses proximate to residential uses.  

Figure 13.  Traffic attributable modeled noise levels in 2005, 2015 BAU, and 2015 RP: Residential 

Parcels in San Francisco, California   

   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Technical Report: September 2011                        ‐ 37 ‐ 

Page 52: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

San Francisco Public Health Department                                                Health Impacts of Road Pricing in San Francisco, California 

Program on Health, Equity and Sustainability 

 

 

‐ 38 ‐                       Technical Report:  September 2011 

With regards  to health, noise  levels shown on  the maps can be  interpreted using  thresholds or values  for noise 

levels  compatible with human activities and health.   For example, human  speech  can be understood  readily at 

background  noise  levels  of  45  dBA,  but  humans  require much more  vocal  effort  to  be  understood when  the 

background noise level is about 65 dBA. Table 10 provides guidance values for health‐protective levels of noise in 

specific environments.   The World Health Organization developed  these guidelines based on a  review of critical 

noise‐related  health  effects.70    The  values  in  the  table  reflect  desirable  and  health  protective  levels  of  noise; 

however, it is important to note that they have been developed without regard to context or feasibility and are not 

regulatory standards. 

Table 10.  World Health Organization Guideline Values for Community Noise in Specific Environments 

(1999) 

Specific environment 

Critical Health effect(s)  LAeq [dB(A)] 

Time base [hours] 

LAmax fast [dB] 

Outdoor living area  Serious annoyance, daytime and eveningModerate annoyance, daytime and evening 

55 50 

16 16 

‐ ‐ 

Dwelling, indoors Inside bedrooms 

Speech intelligibility & moderate annoyance, daytime & evening Sleep disturbance, night‐time 

35  30 

16  8 

‐  45 

Outside bedrooms  Sleep disturbance, window open (outdoor values) 

45  8  60 

School class rooms & preschools, indoors 

Speech intelligibility,  disturbance of information extraction, Message communication 

35  during  class 

‐ 

Pre‐school bedrooms,  indoor 

Sleep disturbance  30  sleeping time 

45  

School, playground outdoors 

Annoyance (external source)  55  during play 

‐ 

Hospital,  ward rooms,  indoors 

Sleep disturbance, night‐time Sleep disturbance, daytime and evenings 

30 30 

8 16 

40 

Hospital treatment rooms, indoors 

Interference with rest and recovery  (#1)     

Industrial commercial shopping and traffic areas, indoors and outdoors 

Hearing impairment  70  24  110 

Ceremonies, festivals and         entertainment events 

Hearing impairment (patrons:<5times/year) 

100  4  110 

Public addresses, indoors and outdoors 

Hearing impairment  85  1  110 

Music  and other Sounds through headphones/earphones 

Hearing impairment (free‐field value)  85 (#4)  1  110 

Impulse sounds from  toys, fireworks and firearms 

Hearing impairment (adults) Hearing impairment (children) 

‐  ‐  140 (#2) 120 (#2) 

Outdoors in parkland and conservations areas 

Disruption of tranquility  #3     

#1: As low as possible 

#2: Peak sound pressure (not LAF, max) measured 100 mm from the ear 

#3: Existing quiet outdoor areas should be preserved and the ratio of intruding noise to natural background sound should be 

kept low 

Page 53: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

Health Effects of Road Pricing in San Francisco, California                                                 San Francisco Public Health Department 

Program on Health, Equity and Sustainability 

#4: Under headphones, adapted to free‐field values 

 

Tables 11 a and b summarize the citywide changes in noise levels depicted at the parcel level in the above maps.  

Table 11a summarizes the changes from 2005 to 2015 BAU, 2% of the residential population  living  in areas with 

noise levels below 55 dBA under 2005 transportation conditions are expected to experience an increase in traffic‐

related noise  exceeding  55 dBA  (based on  the day‐night  average  sound  level,  Ldn)  –    the  threshold  for noise‐

related annoyance.  An additional 5% of the population already living in areas exceeding 55 dBA in 2005 conditions 

could experience a substantial increase in noise levels.  No groups are expected to experience a decrease in noise 

levels from 2005 – 2015 BAU conditions. 

Table  11b  summarizes  the difference  among noise  levels  between  2015 BAU  to  2015  Road  Pricing  conditions.  

Under 2015 RP, 1% of  the  residential population  living  in  areas with 2015 BAU noise  levels below 55 dBA  are 

expected to experience an  increase  in traffic‐related noise to exceed 55 dBA.    In addition, 6% of the population 

already  living  in areas exceeding 55 dBA  in 2015 conditions experience  significant  increases  in noise  levels  that 

shift them to a higher noise category.  However, the 2015 RP scenario also appears to have a moderating effect on 

noise levels for some residents relative to 2015 BAU conditions – with 5% of residents experiencing a decrease of 

community noise levels with road pricing.   

Table 11a.  Estimated Traffic Attributable Noise (Ldn) Levels and 2015 Residential Population 

Exposures in 2005‐2015 BAU: San Francisco, California  (n=824,000)  

Noise Change Compared to 2005 0‐50 51‐55 56‐60 61‐65 66‐70 71‐87 Total

Stayed the same 17% 8% 14% 17% 17% 19% 91%

Changed but stayed quiet (<55 ldn) in 2015 BAU 0% 1% 0% 0% 0% 0% 1%

Quiet (<55 ldn) and got louder (>55 ldn) in 2015 BAU 0% 0% 2% 0% 0% 0% 2%

Loud (>55 ldn) and got quieter with BAU 0% 0% 0% 0% 0% 0% 0%Loud (>55 ldn) and got louder in 2015 BAU 0% 0% 0% 2% 2% 1% 5%

2015 BAU Noise Level in Decibels (Ldn)

 

Table 11b.  Estimated Traffic Attributable Noise (Ldn) Levels and 2015 Residential Population 

Exposures in 2015 BAU‐2015 RP: San Francisco, California  (n=824,000) 

Noise Change Compared to 2015 BAU 0‐50 51‐55 56‐60 61‐65 66‐70 71‐87 Total

Stayed the same 13% 8% 12% 16% 17% 17% 83%Changed but stayed quiet (<55 ldn) in 2015 RP 4% 2% 0% 0% 0% 0% 6%Quiet (<55 ldn) and got louder (>55 ldn) in 2015 RP 0% 0% 1% 0% 0% 0% 1%Loud (>55 ldn) and got quieter with 2015 RP 0% 0% 1% 1% 1% 2% 5%Loud (>55 ldn) and got louder in 2015 RP 0% 0% 2% 2% 1% 1% 6%

2015 RP Noise Level in Decibels (Ldn)

 

We used  these estimated changes  in population exposure  to  traffic‐related spatial and  temporal noise  levels  to 

estimate changes  in expected perceptions of annoyance and  ischemic heart disease events using concentration‐

response functions from empirical research  (detailed methods in Appendix C).71  The key findings are provided in 

Table 12. 

 

 

 

 

 

 

 

 

Technical Report: September 2011                        ‐ 39 ‐ 

Page 54: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

San Francisco Public Health Department                                                Health Impacts of Road Pricing in San Francisco, California 

Program on Health, Equity and Sustainability 

 

 

‐ 40 ‐                       Technical Report:  September 2011 

Table 12.  Noise‐related Health Effects in 2005, 2015 Business As Usual, and 2015 with Road Pricing 

Conditions: San Francisco, California 

Health Impacts           

(Annual Estimates)

2005 2015 BAU 2015 RP Change: 

2005 → 

2015 BAU

Change: 

2005 → 

2015 RP

Change: 2015 

BAU → 2015 

RPNoise, High Annoyance (N, Ages 25 and up)

Citywide 92,500 100,400 100,300 7,900 7,800 ‐100Congestion Pricing Zone 36,800 40,600 40,500 3,800 3,700 ‐100

Noise, Myocardial Infarction Associated with Traffic Noise (N, Ages 30 and up)Citywide 31 34 34 3 3 0

Congestion Pricing Zone 18 20 20 2 2 0   

Citywide, for 2015 BAU relative to 2005, we estimate a 9% increase in the number of people age 25 or older who 

would  experience  perceived  high  annoyance  (an  additional  7,900  people  highly  annoyed);  an  additional  three 

heart attacks annually attributable  to  traffic noise are estimated.   There was no  substantial difference  in  these 

effects when we  looked only within  the cordon  zone:  there would be an estimated 10%  increase  in number of 

people affected by annoyance, and two of the three heart attacks would occur in the cordon area. 

Citywide, for 2015 RP relative to 2015 BAU, the analysis estimated a slight decrease in perceived high annoyance 

(<1%, 100 fewer people highly annoyed) and no change in myocardial infarction attributable to traffic noise.  Based 

on the cordon zone analyses, we see the very slight decrease  in perceived high annoyance was estimated  in the 

cordon area.  

Health Effects Characterization: Noise‐related health effects 

Table 13 summarizes our overall characterization of the health effects of the road pricing policy under study on 

annoyance and myocardial infarction predicted by traffic‐related noise.  Based on the available evidence: it is very 

likely that the proposed policy will impact traffic‐related noise effects on annoyance, and possible/likely that the 

policy will  affect  noise‐related myocardial  infarction;  severity  of  the  effect  is  low  for  annoyance  and  high  for 

myocardial infarction ; the magnitude of the predicted change is limited for both outcomes relative to 2015 BAU; 

and the health effects particularly in the cordon zone contribute to a restorative equity effect. 

 

Page 55: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

Health Effects of Road Pricing in San Francisco, California                                                 San Francisco Public Health Department 

Program on Health, Equity and Sustainability 

Table 13.  Road Pricing Policy Health Effects Characterization:  Traffic‐related Noise Health Effects 

Health Effects: 

Characteristics

Interpretation Characterization

Overall Assessment    Based on the following health effects characterization and 

uncertainty factors regarding the magnitude of estimated 

effects, what is the overall assessment of confidence in the 

health effects estimate?

High for Annoyance;  Moderate for 

Myocardial Infarction

Likelihood How certain is it that the road pricing policy under study will 

affect traffic‐noise related annoyance and myocardial 

infarction, irrespective of the frequency, severity, or magnitude 

of the effect?

Very Likely/Certain for Annoyance: 

Consistent evidence for causality from 

epidemiologic studies with diverse 

populations, noise levels, and exposure 

ranges.  Possible/Likely for Myocardial 

Infarction (MI): Plausible evidence for 

causal relationship between noise and MI 

prevalence with studies supporting 

physiological effects but limited 

epidemiology.

Severity How important is the effect on traffic‐noise related annoyance 

and myocardial infarction with regards to human function, well‐

being or longevity, considering the affected community's 

current ability to manage the health effects?

Medium:  Acute, chronic, or permanent 

effects that substantially affect function, 

well‐being, or livelihood but are largely 

manageable within the capacity of the 

community health system.

Magnitude How much will traffic‐noise related annoyance and myocardial 

infarction change as a result of the road pricing policy under 

study?

Limited to Moderate (High Certainty for 

Annoyance; Moderate Certainty for MI):a 

Compared to 2015 BAU, 2015 with RP 

very modestly moderates increases in 

annoyance in the congestion pricing area; 

there is not evidence of an impact on 

myocardial infarction.

Distribution Will the effects be distributed equitably across populations?  

Will the road pricing policy under study contribute to a reversal 

of baseline inequities?

Restorative Equity Effects:  Populations 

in the congestion pricing area have been 

historically, disproportionately burdened 

with traffic‐related noise in their 

communities.  The road pricing policy 

under study has the potential to reduce 

some of this inequity and related adverse 

health effects.

 

a    See  Table  14  for  a  summary  of  factors  impacting  on  the  certainty  of  the magnitude  of  the  health  effects 

characterization. 

Certainty in Health Effects Characterization 

As detailed in the introduction to this section, there exists a high level of causal certainty for the effects of noise on 

annoyance.  Studies of the effect of noise on community annoyance are consistent across international contexts.  A 

causal relationship between noise and myocardial infarction (heart attack) is less well established though research 

studies support the biological plausibility of this effect.  Epidemiology on the subject is consistent but is limited and 

therefore reduced our degree of confidence in the likelihood of this effect.  

We have high‐moderate confidence in our exposure analysis; noise levels estimated in the baseline case conform 

closely to actual field measures.  We conservatively estimated that truck volumes would not change in 2015 BAU 

 

Technical Report: September 2011                        ‐ 41 ‐ 

Page 56: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

San Francisco Public Health Department                                                Health Impacts of Road Pricing in San Francisco, California 

Program on Health, Equity and Sustainability 

 

 

‐ 42 ‐                       Technical Report:  September 2011 

vs. 2015 RP conditions.   The exposure can be assigned  to residential parcels and  the population enumeration  is 

reliable.   

Our model used a standard bus noise level estimate and thus did not account for differences in noise levels based 

on bus vehicle type (e.g., electric trolley vs. diesel vs. hybrid buses).   The San Francisco Municipal Transportation 

Agency  (SFMTA)  intends  to  replace diesel buses with quieter hybrid buses  in  its bus  fleet.   Compared  to diesel 

buses  used  for  San  Francisco's  public  transit  system, noise  levels  produced  by new hybrid  buses  are  up  to  10 

decibels  less  than current vehicles based on data provided by  the SFMTA.   These decreases could contribute  to 

notable  reductions  in  population  noise  exposure  estimates  and  perceived  noise  for  residents  living within  25 

meters of bus routes  in both 2015 BAU and 2015 RP future scenarios.   We had high confidence  in the exposure‐

response functions for perceived noise annoyance.  As detailed in Appendix C, a meta‐analysis conducted for this 

outcome combined data from multiple  international studies producing a robust exposure‐response function that 

was applied  in  the exposure  range of  the  levels  reported  in  this HIA.     The precision of  the exposure  response 

function  for  noise  and myocardial  infarction  has  some  uncertainty  because  the meta‐analysis  on which  it was 

based included a small number of studies.  

Table 14.  Uncertainty Factors Regarding the Magnitude of Estimated Health Effects of Traffic‐related 

Noise 

Factors Affecting Certainty Assessment Approach Summary 

Confidence Level

Exposure Assessment Reliable small level population estimates.  Method for parcel 

level assignment not validated but defensible.  Model limited to 

traffic‐related noise sources yet validated (correlated) against 

field noise measures. Potentially more uncertainty in future 

truck and bus traffic noise estimates.  Uncertainty from noise 

emissions control technologies, including quieter hybrid bus 

engines.

High‐Moderate

Baseline Disease Prevalence Baseline prevalence of noise annoyance unavailable and thus 

estimated. Local disease prevalence data on myocardial 

infarction (MI) available though hospital discharge data may 

underestimate MI prevalence.

Moderate

Exposure‐Response Function 

(ERF)

Community annoyance ERFs are specific to road noise sources 

and represents pooled analysis, multiple studies, diverse 

contexts, though not calibrated for San Francisco populations.  

MI ERF based on limited studies. 

High (Community 

annoyance); 

Moderate 

(Myocardial 

infarction)  

Page 57: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

Health Effects of Road Pricing in San Francisco, California                                                 San Francisco Public Health Department 

Program on Health, Equity and Sustainability 

C. Active Transportation

Health Effects of Physical Activity  

Evidence  that  physical  activity  has  multiple  health  benefits  is  unequivocal.    A  2008  comprehensive  review 

documents  the  particularly  strong  evidence  for  a  causal  relationship  between  activity  level  and  enhanced 

cardiorespiratory and muscular fitness, cardiovascular and metabolic health biomarkers, bone health, body mass 

and composition in children and youth.  In adults and older adults, strong evidence demonstrates that, compared 

to  less active counterparts, more active men and women have  lower rates of all‐cause mortality, coronary heart 

disease,  high  blood  pressure,  stroke,  type  2  diabetes, metabolic  syndrome,  colon  cancer,  breast  cancer,  and 

depression.  For older adults, strong evidence indicates that being physically active is associated with higher levels 

of  functional health,  a  lower  risk  of  falling,  and better  cognitive  function.”    This  research  reported  reasonably 

consistent  findings specifically  for  the health benefits of walking – showing a consistently  lower risk of all‐cause 

mortality  for  those who walk 2 or more hours per week.72   A 2011  report  issued by an  international group of 

experts  of  data  from  Copenhagen  documents  similar  all‐cause  mortality  benefits  from  regular  cycling  for 

commuting controlling for socio‐demographic and  leisure time physical activity.73   While regular physical activity 

can help people lead longer, healthier lives, a 2009 summary by the Robert Wood Johnson Active Living Research 

program  revealed  that  fewer  than  50%  of  children  and  adolescents  and  fewer  than  10%  of  adults  in  the U.S. 

achieve public health recommendations of 30 to 60 minutes per day of moderate‐ to vigorous‐intensity physical 

activity on 5 or more days of the week recommendations.74   

There are multiple environmental barriers that both children and adults face to achieving recommended levels of 

physical  activity,  including:  limited  discretionary  time;  barriers  to  accessing  parks  and  recreational  areas; 

reductions  in school physical education programs;   and sidewalks, streets, or outdoor spaces that are not or are 

not perceived as safe to use.   Encouraging and facilitating active transportation – walking or cycling as a form of 

travel for utilitarian trips – is a key strategy for increasing daily physical activity. 75  Built environmental factors that 

are  associated with  active  transportation  via walking  and  cycling  include  increased  resident  and  employment 

density,  greater  diversity  of  land  use mix  (e.g.,  residential  land  use  near  retail  land  uses),  shorter  distances 

destinations, and street design factors (e.g., grid street networks, the presence of sidewalks).76  

Based on the evidence above, Figure 14 details a pathway through which road pricing policy may affect health via 

active transportation.   Simply stated, as the costs of auto trips  increase active transportation  is  incentivized as a 

free alternative resulting in a greater number of trips made by walking or biking and therefore increasing physical 

activity and its associated health benefits. Additionally, road pricing generates revenue that may be invested in the 

transportation system to improve environments for walking and cycling and further increase trip‐making.   

Figure 14.  Pathway from Road Pricing Policy to Physical Activity via Active Transportation 

 

 

Technical Report: September 2011                        ‐ 43 ‐ 

Page 58: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

San Francisco Public Health Department                                                Health Impacts of Road Pricing in San Francisco, California 

Program on Health, Equity and Sustainability 

 

 

‐ 44 ‐                       Technical Report:  September 2011 

Analysis of Active Transportation and Lives Saved from Walking and Cycling 

We used existing and future conditions data from the SFCTA to assess walk and bike trips and trip times for trips 

made by residents living in 12 geographic districts in San Francisco (the smallest reliable level of aggregation used 

to  estimate  walk  and  bike  trips  in  the  SFCTA’s  transportation  analyses).   We  were  specifically  interested  in 

estimating how changes in active transportation varied by age.  We had data for existing and future conditions for 

area‐level resident population by age, but because data was not available on trip making and travel mode by age in 

San Francisco, we estimated  the age distribution of  trips by  transportation mode based on  the Bay Area Travel 

Survey data, assuming the proportion making weekday trips and transportation mode by age were similar across 

the Bay Area region.   

As depicted in the map in Figure 15, we collapsed the 12 districts into three districts for this analysis, defined with 

respect  to  their  geographic  location  relative  to  the Northeast  Cordon  road  pricing  zone  (depicted with  a  blue 

boundary on  the map).   The  three  zones are  “In  the Zone,”  turquoise,  comprised of  the districts mostly  in  the 

cordon zone; “On the Fringe,” yellow/mustard, comprised of the districts just outside of the cordon zone; and the 

“Outer Districts,” pink, representing those farther away from the cordon zone. 

Figure 15.  Activity Zones used for Active Transportation Analyses and Proportion of Residents in Each 

Zone by Age:  San Francisco, California 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Age

In the Cordon

On the Fringe

Outer Districts

In the Cordon

On the Fringe

Outer Districts

Under 5 22% 22% 57% 23% 21% 56%5-19 19% 19% 62% 19% 18% 63%

20-44 36% 23% 41% 37% 22% 41%45-64 31% 19% 50% 31% 19% 50%

65 and Over 35% 14% 52% 35% 14% 51%Total 32% 20% 48% 32% 20% 48%

2005 2015

Age

In the Cordon

On the Fringe

Outer Districts

In the Cordon

On the Fringe

Outer Districts

Under 5 22% 22% 57% 23% 21% 56%5-19 19% 19% 62% 19% 18% 63%

20-44 36% 23% 41% 37% 22% 41%45-64 31% 19% 50% 31% 19% 50%

65 and Over 35% 14% 52% 35% 14% 51%Total 32% 20% 48% 32% 20% 48%

2005 2015

 

Table 15 summarizes the predicted changes in walking under the different study scenarios.   

 

 

 

 

 

 

 

Page 59: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

Health Effects of Road Pricing in San Francisco, California                                                 San Francisco Public Health Department 

Program on Health, Equity and Sustainability 

Table 15.  Walk Trips and Walk Minutes Per Capita in 2005, Percent Change from 2005 to 2015 

“Business As Usual” (BAU), and Percent Change from 2015 BAU to 2015 with Road Pricing (RP): San 

Francisco, California 

Walk Trips Per 

Capita

Walk Minutes 

Per Capita

% Change in 

Walk Trips Per 

Capita

% Change in 

Walk Minutes 

Per Capita

% Change in 

Walk Trips Per 

Capita

% Change in 

Walk Minutes 

Per Capita

In The Zone

Age Under 5 1.6                      30  6% 7%

Age 5‐19 2.5                      46  6% 7%

Age 20‐44 1.8                      32  5% 7%

Age 45‐64 1.1                      20  5% 6%

Age 65 and Over 2.0                      36  5% 6%

TOTAL 1.7                     31  5% 7% 2% 2%

On the Fringe

Age Under 5 0.9 18 0% 1%

Age 5‐19 1.3 27 0% 1%

Age 20‐44 1.0 21 0% 1%Age 45‐64 0.6 13 0% 1%

Age 65 and Over 1.0 22 0% 0%

TOTAL 0.9 19 0% 1% 3% 3

Outer Districts

Age Under 5 0.6 11 ‐1% 0%

Age 5‐19 0.9 17 ‐1% 0%

Age 20‐44 0.6 13 ‐1% 0%

Age 45‐64 0.4 8 ‐1% 0%

Age 65 and Over 0.7 14 ‐1% ‐1%

TOTAL 0.6 12 ‐1% 0% 2% 1%

2005 2005 ‐ 2015 BAU 2015 BAU ‐ 2015 RP

%

 Note: percentages are listed only for the TOTAL in the 2015 BAU – 2015 RP scenario because the percentage are 

constant across age groups given the assumptions used to estimate the changes. 

2005:  In 2005 conditions, across all age groups, residents are walking more “In the Zone” – almost double that of 

residents “On the Fringe” and approximately three times that of residents of the Outer Districts.  This is consistent 

with  increased  residential  density,  decreased  parking  availability  and  lower  household  car  ownership,  greater 

transit access and greater household  proximity to goods and services “In the Zone” relative to the other districts – 

all factors supportive of increased walking.   

2005 → 2015 BAU: Under 2015 BAU compared  to 2005,  there are notable  increases  in walk  trips and  time per 

capita only “In the Zone.”   This can be explained by projected  increases  in number of residents and existing  land 

use  and  transportation  characteristics  supportive of walking.   Walk  trips may  also  increase due  to  increases  in 

vehicle congestion and expected increases in public transit costs. 

2015 BAU →2015 RP: Under 2015 with RP compared to 2015 BAU, there are modest increases in walk trips across 

all districts – including a 3% increase “On the Fringe.” Residents with short distances trips through the road pricing 

boundary may switch modes from vehicles to walking when the cost of driving increases.    

 

Technical Report: September 2011                        ‐ 45 ‐ 

Page 60: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

San Francisco Public Health Department                                                Health Impacts of Road Pricing in San Francisco, California 

Program on Health, Equity and Sustainability 

 

 

‐ 46 ‐                       Technical Report:  September 2011 

Table 16 summarizes the predicted changes in biking under the different study scenarios.   

Table 16. Bike Trips and Bike Minutes Per Capita in 2005, Percent Change from 2005 to 2015 “Business 

As Usual” (BAU), and Percent Change from 2015 BAU to 2015 with Road Pricing (RP): San Francisco, 

California 

Bike Trips Per 

Capita

Bike Minutes 

Per Capita

% Change in 

Bike Trips Per 

Capita

% Change in 

Bike Minutes 

Per Capita

% Change in 

Bike Trips Per 

Capita

% Change in 

Bike Minutes 

Per Capita

In The Zone

Age Under 5 0.0 0.4 9% 11%

Age 5‐19 0.3 2.7 10% 12%

Age 20‐44 0.2 2.6 9% 10%

Age 45‐64 0.1 0.8 8% 10%

Age 65 and Over 0.1 0.6 7% 9%

TOTAL 0.2 1.8 7% 9% ‐2% ‐1%

On the Fringe

Age Under 5 0.0 0.5 7% 6%

Age 5‐19 0.2 3.2 6% 6%

Age 20‐44 0.2 3.1 7% 7%

Age 45‐64 0.1 1.0 7% 7%

Age 65 and Over 0.0 0.7 6% 6%

TOTAL 0.2 2.2 5% 5% 5% 4%

Outer Districts

Age Under 5 0.0 0.5 4% 6%

Age 5‐19 0.2 2.9 4% 6%

Age 20‐44 0.1 2.7 3% 6%

Age 45‐64 0.0 0.9 3% 5%

Age 65 and Over 0.0 0.6 3% 5%

TOTAL 0.1 1.8 2% 4% 3% 3%

2005 2005 ‐ 2015 BAU 2015 BAU ‐ 2015 RP

 Note: percentages are listed only for the TOTAL in the 2015 BAU – 2015 RP scenario because the percentages are 

constant across age groups given the assumptions used to estimate the changes. 

2005:  In 2005 we see relatively low bike trips and time travelling per capita across the zones compared to walking.   

2005 → 2015 BAU:  Under 2015 BAU compared to 2005 we see notable predicted increases in bike trips per capita 

across the zones.  This is consistent with recent observed increases in biking and related investments in bicycling 

infrastructure.  Relatively higher increases in the zone and the fringe may be explained by environments which are 

supportive of bike trips including bike lanes and relatively flatter terrain (for San Francisco).  

2015 BAU →2015 RP:  Under 2015 RP compared 2015 BAU we estimate additional increases in bike trips “On the 

Fringe” and in the “Outer Districts” As the cost of driving increases some residents are expected to switch modes 

from car to bike for trips  across the cordon.  Per capita bike trips slightly decrease “In the Zone” under 2015 with 

road pricing.   This may be due,  in part,  to  increases  in  transit  trips  replacing bike  trips as  road pricing  revenue 

investments  improve  transit  service  in  that  area Despite  this  slight predicted decrease  in biking  “In  the  Zone,”  

aggregate active transportation via biking and walking increases in all areas under 2015 RP compared to 2015 BAU. 

Page 61: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

Health Effects of Road Pricing in San Francisco, California                                                 San Francisco Public Health Department 

Program on Health, Equity and Sustainability 

Health Effects of Increases in Active Transportation 

Physical  activity has numerous health benefits,  as  summarized  in  the beginning of  this  section.   Change  in  life 

expectancy  is one summative outcome  that captures multiple effects of physical activity on human disease and 

well‐being.   

To  quantify  the  health  benefits  from  increases  in  walking  and  cycling,  we  used  the  HEAT  (Health  Economic 

Assessment  Tool)  for Walking  and  Cycling  developed  by  the World  Health  Organization’s  Regional  Office  for 

Europe (see Appendix D for further description of this tool and our approach). The HEAT tool for walking is based 

on a meta‐analysis of international studies that found a walking exposure of 29 minutes seven days a week results 

in a 22% reduction in the risk of pre‐mature mortality (Relative Risk = 0.78, 0.64‐0.98 95% confidence interval). The 

HEAT relative risk estimate for all‐cause mortality for cycling was estimated to be 0.72 based on a meta‐analysis of 

three  cohort  studies  from  Copenhagen.  These  studies  compared  commuter  cyclists  aged  20‐60  years  to  the 

general  population,  controlling  for  socioeconomic  variables  (age,  sex,  smoking  etc.)  as well  as  for  leisure  time 

physical  activity.77   As  described  earlier  in  this  section,  the  SFCTA  travel model  provided  data  on walking  and 

cycling trip and duration by residents at the 12‐district level under all scenarios, and we further estimated the age 

distribution of  trips by  transportation mode based on  the Bay Area Travel Survey data.   The effect on mortality 

incidence was applied to locally specific mortality rates to estimate lives saved from walking and cycling. 

Walking:    As  detailed  in  Table  17,  we  found  that  the modest  predicted  increases  in  walking  could  save  an 

additional  eight  lives  each  year  under  2015  “business  as  usual”  compared  to  existing  conditions,  and  three 

additional lives each year beyond BAU with 2015 RP. 

Cycling:    As  summarized  in  Table  17, we  found  that  the modest  predicted  increases  in  cycling  could  save  an 

additional two lives each year under 2015 “business as usual” compared to existing conditions, and one additional 

life each year beyond BAU with 2015 RP. 

Table 17.  Lives Saved from Active Transportation in 2005, 2015 Business As Usual, and 2015 with 

Road Pricing Conditions: San Francisco, California  

Health Impacts           

(Annual Estimates)

2005 2015 BAU 2015 RP Change: 

2005 → 

2015 BAU

Change: 

2005 → 

2015 RP

Change: 2015 

BAU → 2015 

RPCycling for Active Transportation, Lives Saved (N, Ages 25‐64)

Citywide 23 25 26 2 3 1Congestion Pricing Zone 8 9 9 1 1 0

Walking for Active Transportation, Lives Saved (N, Ages 25‐64)Citywide 130 138 141 8 11 3

Congestion Pricing Zone 69 76 77 7 8 1  

Health Effects Characterization: Lives Saved from Active Transportation Via Walking and Cycling 

Table 18 summarizes our overall characterization of the health effects of the road pricing policy related to active 

transportation and the associated lives saved.  Based on the available evidence:  it is very likely that the proposed 

policy will  increase active transportation and associated  lives saved; severity of the effect—  including acute and 

chronic respiratory diseases and mortality are high; the magnitude of the predicted decrease in premature deaths 

is  limited  relative  to  2015  BAU;  and  the  reduction  of  deaths  particularly  in  the  cordon  zone  contributes  to  a 

restorative equity effect. 

 

Technical Report: September 2011                        ‐ 47 ‐ 

Page 62: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

San Francisco Public Health Department                                                Health Impacts of Road Pricing in San Francisco, California 

Program on Health, Equity and Sustainability 

 

 

‐ 48 ‐                       Technical Report:  September 2011 

Table 18.  Road Pricing Policy Health Effects Characterization:  Lives Saved from Active Transportation 

via Walking and Cycling 

Health Effects: 

Characteristics

Interpretation Characterization

Overall Assessment    Based on the following health effects characterization and 

uncertainty factors regarding the magnitude of estimated 

effects, what is the overall assessment of confidence in the 

health effects estimate?

Moderate

Likelihood How certain is it that the road pricing policy under study will 

affect active transportation and associated lives saved via 

increases in walking and biking, irrespective of the frequency, 

severity, or magnitude of the effect?

Very Likely/Certain:  Adequate evidence 

exists for a causal and generalizable 

effect based on the empirical literature, 

including meta‐analyses and reviews 

conducted by a team of international 

experts including the World Health 

Organization.  Evaluation studies of 

congestion pricing in other countries 

support increases in active 

transportation.

Severity How important is the effect with regards to human function, 

well‐being or longevity, considering the affected community's 

current ability to manage the health effects?

High: The impacts on active 

transportation are associated with 

reductions in mortality.

Magnitude How much will lives saved due to increases in walking and 

biking change as a result of the road pricing policy under study?Limited (Moderate Certainty):a  

Compared to 2015 BAU, 2015 with RP 

contributes to an additional 4 lives saved 

attributable to walking and cycling 

annually in San Francisco.

Distribution Will the effects be distributed equitably across populations?  

Will the road pricing policy under study contribute to a reversal 

of baseline inequities?

Insufficient Evidence to Evaluate: Data 

not available at the refined level, in terms 

of area or individual characteristics, 

needed to evaluate the distibution of 

effects.  

a  See Table 19 for a summary of factors impacting on the certainty of the magnitude of the health effects 

characterization. 

Certainty in Health Effects Characterization 

The  SFCTA’s model  predicted modest  increases  in  active  transportation  citywide  in  both  future  scenarios  but 

greater increases with road pricing. Congestion pricing evaluations in other countries have found similar increases 

in active transportation.78    

Because  trip making  by  age  group  is  not  estimated  by  the  SFCTA model,  we  assumed  that  trip making  and 

transportation mode by age in San Francisco were similar to that of the Bay Area region in order to use Bay Area 

Travel Survey data.   The model currently does not  include  leisure trips, and  is  likely an underestimate of walking 

and cycling, overall.   Our estimate also does not  include walking trips to transit – and thus  likely underestimates 

the overall health benefits of walking for transportation in all scenarios.   

As  discussed  above,  we  estimated  lives  saved  from  changes  in  walking  and  cycling  using  the World  Health 

Organization’s health economic assessment  tool  (HEAT).   HEAT provides an effect measure  (exposure‐response 

relationship)  for walking  and  cycling  specifically  (versus  physically  active  time more  generally).  The  exposure‐

response  relationship  for  walking  is  based  on meta‐analysis  of  international  studies  controlled  for  numerous 

Page 63: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

Health Effects of Road Pricing in San Francisco, California                                                 San Francisco Public Health Department 

Program on Health, Equity and Sustainability 

confounders.   The relative risk estimate for cycling  is based on three studies  in a European population, and thus 

there  is  some  uncertainty  about  the  generalizability  of  the  estimate  to  a  U.S.  population.    A  meta‐analysis 

published in 2011 of physical activity and mortality supports that the size of the protective effect for daily walking 

or  bicycling  on  mortality  in  the  HEAT  tool  is  similar  to  the  benefit  of  meeting  the  U.S.  Surgeon  Generals 

recommendations for adult physical activity.79  The developers of the HEAT approach acknowledge that the focus 

of  the  HEAT  tool  on mortality  only  (and  not morbidity)  and  adult  populations  ‐ where  there  is  currently  the 

strongest  body  of  evidence  regarding  health  benefits  ‐    likely  produces  very  conservative  estimates  of  health 

benefits of active transportation in the population.80  

The HEAT estimation approach treats exposure to walking as a dichotomous variable and predicts a health benefit 

(reduction  in mortality)  for  specific population of  individuals meeting  a  specific  threshold of walking or  cycling 

activity  during  a  specified  time  period.  There  is  good  evidence  for  an  inverse  linear  relationship  between  the 

amount  of  physical  activity  and mortality.    In  other words,  every  additional  amount  of  physical  activity  has  a 

proportional benefit to health.  However, others have found that the benefit of increasing physical activity varies at 

different  levels  of  physical  activity.81    Assuming  that  the  inverse‐linear  relationship  is  the  more  accurate 

representation  of  the  actual  biologic  processes,  estimating  benefits  using  a  threshold  approach  could 

underestimate the benefits of changes in active transportation.  

Table 19.  Uncertainty Factors Regarding the Magnitude of Estimated Health Effects for Lives Saved 

from Active Transportation via Walking and Cycling  

Factors Affecting Certainty Assessment Approach Summary 

Confidence Level

Exposure Assessment Changes in walking and cycling trips and time for 

transportation based on model outputs from the 

SFCTA model at a district level, the smallest area 

level with reliable estimates.  Used BATS (2000) data 

to estimate trips by age, assuming the proportion of 

the population travelling during the average 

weekday and average number of daily trips are the 

same within San Francisco as the rest of the Bay 

Area.  Does not include leisure walking and cycling 

trips, or walking trips to transit.  Likely an 

underestimate of walking and cycling, overall.              

Moderate

Baseline Disease Prevalence Mortality Rate: County‐level data from vital statistics 

for people aged 25‐64.

High

Exposure‐Response Function 

(ERF)

Health Economic Assessment Tool (HEAT) for 

walking and cycling approach.  Estimate for walking 

based on meta‐analysis of nine studies. Estimate for 

cycling based on three studies and expert consensus. 

A threshold approach, though evidence for an 

inverse‐linear relationship, which could result in an 

underestimate of overall benefits.  Overall health 

benefits underestimated given tool focus on adults, 

mortality only.

Moderate

 

Technical Report: September 2011                        ‐ 49 ‐ 

Page 64: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

San Francisco Public Health Department                                                Health Impacts of Road Pricing in San Francisco, California 

Program on Health, Equity and Sustainability 

 

 

‐ 50 ‐                       Technical Report:  September 2011 

D. Vehicle-Pedestrian Injury Collisions 

Road Pricing Effects on Pedestrian Safety  

Traffic injuries and fatalities represent a significant and avoidable health burden with 33,808 deaths and 2,217,000 

injuries in the United States alone in 2009.  Among transportation system users pedestrians and pedal‐cyclists are 

arguably the most vulnerable users.  In the U.S., pedestrians, who are more likely to be lower‐income and not own 

automobiles, experience a disproportionate share of traffic  injuries and fatalities risks than vehicle occupants on 

both a per‐trip and per‐mile basis with 4,092 pedestrian deaths in 2009.82  

Pedestrian  and  traffic  volumes,  vehicle  speed,  roadway  width,  intersection  design  and  geometry,  land  use, 

pedestrian  and driver behavior,  and  vehicle design  are  all  factors  that determine  the  frequency of pedestrian‐

vehicle  collisions.83   Vehicle and pedestrian volumes are  the most  important  single determinants of pedestrian 

injury collision frequency, with non‐linear but positive associations between pedestrian flows and traffic volumes 

with pedestrian  injury collisions consistently found at the small‐area  level  including  intersections.84   Studies also 

show  heterogeneity  in  these  associations,  potentially  due  to  differences  in  other  environmental  conditions 

including  land use, transportation system, and socio‐demographic factors.   Roadway design and higher operating 

speeds are potent determinants of injury frequency as well as injury severity.  Quality of pedestrian facilities are an 

important predictor of pedestrian  injury  in  the  research  literature, based on analyses at  the  intersection, street 

segment, and small‐areas levels.85  Low‐income neighborhoods are more heavily burdened with pedestrian injuries 

and  fatalities  due  factors  potentially  including  higher  residential  area  traffic  densities,  greater  use  of  active 

transport and public transit, and relatively poorer quality roadway facilities.86  

The objective of  road pricing policy  is  to  reduce  traffic  congestion on  local  roadways during peak use periods, 

which also correspond to times of high pedestrian volumes.  Reductions in traffic volume could reduce pedestrian 

injury.   However, shifts  to active  transportation and public  transportation  (which  involves active  transportation) 

also simultaneously increase the number of pedestrians exposed to traffic hazards.  Where free flow conditions do 

not currently exist, reductions  in traffic volume may also  increase traffic speed which  is a risk factor for collision 

frequency  and  severity.    Investments  in  road  infrastructure  funded  by  road  pricing  could  address  gaps  in 

pedestrian  safety  engineering  countermeasures  and  mitigate  potential  adverse  impacts.    Figure  16  details  a 

pathway  through which  road pricing policy  impacts changes  in vehicle  trips and  therefore  local  traffic volumes, 

traffic hazards and ultimately vehicle‐pedestrian injury collisions.  

Figure 16.  Pathway from Road Pricing Policy to Vehicle‐Pedestrian Injury 

  

Page 65: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

Health Effects of Road Pricing in San Francisco, California                                                 San Francisco Public Health Department 

Program on Health, Equity and Sustainability 

Analysis of Vehicle‐Pedestrian Injury Collisions 

For  this  analysis,  we  estimated  changes  in  pedestrian  injury  collision  frequency  (absolute)  numbers  in  San 

Francisco census tracts using an area‐level vehicle‐pedestrian injury forecasting model developed by SFDPH.87  The 

model  was  developed  to  predict  changes  in  injury  collisions  attributable  to  changes  in  traffic  volumes  and 

population  generally  assuming  no  changes  in  roadway  infrastructure  (further  detailed  in  Appendix  E).    Traffic 

volume was the single strongest predictor of pedestrian injury collisions in the model.   

We  applied  traffic  and  population  estimates  to  the model  to  estimate  pedestrian‐injury  collisions  under  each 

scenario.  Census tract‐level traffic volume varies in all three scenarios.  Model parameters that vary only between 

existing and future conditions are the number of residents and employees, the proportion of the population aged 

65 and over, and proportion of the population  living  in poverty.   Resident and employee populations serve as a 

rough  proxy  for  pedestrian  volumes.   While  the model  considers  street  type,  the model  does not  account  for 

changes in traffic speeds or intersection level counter‐measures.      

Table 20 summarizes the predicted changes in vehicle‐pedestrian injury collisions citywide as well as in the cordon 

zone.   

Table 20.  Annual Estimated Pedestrian Injury Collisions in 2005, 2015 Business As Usual, and 2015 

with Road Pricing Conditions: San Francisco, California  

Health Impacts           

(Annual Estimates)

2005 2015 BAU 2015 RP Change: 

2005 → 

2015 BAU

Change: 

2005 → 

2015 RP

Change: 2015 

BAU → 2015 

RPVehicle‐Pedestrian Injury Collisions (N, Total)

Citywide 810 860 815 50 5 ‐45Congestion Pricing Zone 360 395 360 35 0 ‐35  

2005:  Under existing (2005) conditions, we estimated 810 vehicle‐pedestrian injury collisions citywide.   (Note:  As  

detailed  in  Appendix  E, we  estimated  census‐tract  level  collisions  for  2005  baseline  conditions  based  on  the 

average of  actual  reported  collisions  for  a  five‐year period  in  an effort  to  reduce  statistical  anomalies.   Police‐

reported  pedestrian‐vehicle  injuries  and  deaths  in  San  Francisco  have  varied  between  approximately  710‐910 

injuries  and  deaths  annually  since  2001.)    Using  the  population  data  reported  in  Table  3,  we  calculated  a 

population  rate  of  approximately  102/100,000  resident  population  –  over  five  times  the Healthy  People  2010 

target rate of <20/100,000 population.88  Approximately 44% of San Francisco’s vehicle‐pedestrian injury collisions 

occur  in the cordon zone that  is under study, with a population rate of approximately 210/100,000 population – 

over two times that of the citywide population rate. The potential congestion pricing zone has the highest density 

of vehicle‐pedestrian  injuries  in the city –  largely explained by relatively higher concentrations of traffic, resident 

and employee populations.89   Figure 17a  illustrates how the pattern of  injury varies widely across San Francisco 

census tracts. 

2005 → 2015 BAU:    In 2015 BAU,  the model estimates  that pedestrian  injury collisions  increase 6% citywide  to 

approximately  860  annually  (104/100,000  population)  from  810,  and  increase  in  the  cordon  zone  by  10%  to 

approximately 395 annually  (216/100,000 population) up  from 360  in 2005 conditions.    In  this scenario, 46% of 

vehicle‐pedestrian injury collisions occur in the cordon zone –increasing the citywide geographic disparities.  These 

increases  are  largely  predicted  by  increases  in  traffic,  as well  as  by  the  planned  population  and  employment 

growth (see Figures 7 and 8, Table 3).   

2015 BAU → 2015 RP:   The model estimates that pedestrian  injury collisions decrease  in the 2015 scenario with 

Road Pricing compared to 2015 BAU.  This is explained by decreases in aggregate traffic volume citywide and in the 

 

Technical Report: September 2011                        ‐ 51 ‐ 

Page 66: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

San Francisco Public Health Department                                                Health Impacts of Road Pricing in San Francisco, California 

Program on Health, Equity and Sustainability 

 

 

‐ 52 ‐                       Technical Report:  September 2011 

cordon zone (Table 4, ‐4% and ‐11%, respectively).  These decreases could result in pedestrian injury collision totals 

approximately  at  2005  counts,  with  estimated  collision  rates  below  2005  levels  (citywide  rate:  99/100,000 

population; cordon zone rate: 197/100,000).   

The  following maps  (Figures 17  and 18) depict  the estimated  census  tract‐level  changes  in  the  annual  average 

absolute number of vehicle‐pedestrian injury collisions in 2005, 2015 BAU and 2015 RP conditions.  The maps show 

increases in collisions under BAU – with increases most notable in areas in the road pricing zone as well as some 

tracts south of the zone near the freeway.   In 2015 RP, reductions  in the road pricing zone relative to 2015 BAU 

conditions are estimated– again, explained by reductions in traffic volumes in those areas.   There are a few census 

tracts,  indicated  in  a  salmon  color,  where  there  are modest  estimated  increases  in  vehicle‐pedestrian  injury 

collisions under 2015 RP predicted by increases in traffic volume in those tracts (as depicted in Figure 9, Map D).  

Note that the highest category reported  in the maps for the annual average number of collisions changes under 

2015 BAU  conditions  due  to  increases  in  total  census  tract  collision  numbers.   As  noted  earlier,  these  change 

estimates do not account  for estimated census  tract changes  in pedestrian volumes;  implications  for  the results 

are discussed later in the section in the discussion regarding uncertainty. 

Figure 17a.  Vehicle‐Pedestrian Injury Collisions in 2005 and 2015 “Business As Usual” (BAU)  

Conditions: San Francisco, California 

 

Figure 17b.  Estimated Change in Vehicle‐Pedestrian Injury Collisions from 2005 → 2015 “Business As 

Usual” (BAU) Conditions: San Francisco, California 

 

 

Page 67: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

Health Effects of Road Pricing in San Francisco, California                                                 San Francisco Public Health Department 

Program on Health, Equity and Sustainability 

Figure 18a.  Vehicle‐Pedestrian Injury Collisions in 2015 “Business As Usual” (BAU) and 2015 with Road 

Pricing (RP) Conditions: San Francisco, California 

  

Figure 18b.  Estimated Changes in Vehicle‐Pedestrian Injury Collisions in 2015 “Business As Usual” 

(BAU) → 2015 with Road Pricing (RP) Conditions: San Francisco, California 

 

 

Because  the  congestion  pricing  scenario  largely  reduces  traffic  volumes  during  peak  commute  periods,  we 

considered the time of day of pedestrian injury collisions in San Francisco for the five‐year period 2004‐ 2008.  The 

blue  line  in Figure 19  indicates the annual average number of pedestrian  injury collisions within the cordon zone 

under study, the pink line the area outside the cordon zone, and the green line the overall citywide pattern.  There 

are evident peaks during the AM and PM peak periods, providing additional support regarding the plausibility of 

traffic  reductions  during  the  peak  commute  times  as  contributing  to  reductions  in  pedestrian  injury  collisions.  

Specifically, over half of pedestrian  injury collisions during 2004‐2008 occurred during the AM and PM commute 

periods that are the focus of the congestion pricing charge (53% of the total in the cordon zone, 61% of the total 

outside  of  the  cordon  zone).    The  temporal  pattern  of  collisions  is  not  accounted  for  in  our model,  and  our 

estimates  could  therefore underestimate  the potential  impact of  congestion pricing policy on pedestrian  injury 

given the policy reduces traffic volume during peak injury periods; conversely, there could also be changes in the 

temporal distribution of pedestrian injury collisions as traffic shifts to non‐peak times. 

 

 

Technical Report: September 2011                        ‐ 53 ‐ 

Page 68: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

San Francisco Public Health Department                                                Health Impacts of Road Pricing in San Francisco, California 

Program on Health, Equity and Sustainability 

 

 

‐ 54 ‐                       Technical Report:  September 2011 

Figure 19.  Annual Average Pedestrian Injury Collisions by Time of Day (2004‐2008): San Francisco, 

California  

0

10

20

30

40

50

60

70

Early AM(3:01-

6:00am)

AM (6:01-9:00am)

Mid-Day(9:01am-3:30pm)

PM (3:31-6:30pm)

Late PM(6:31pm-3:00am)

Time Periods

In Cordon Zone

Outside Cordon Zone

Citywide

 

 

 

Additional Targeted Pedestrian Safety Analyses: High‐Injury Corridors and Pedestrian Environmental Quality 

To provide additional data on existing conditions and risk factors related to pedestrian injuries and to inform our 

HIA  recommendations  regarding  pedestrian  safety, we  further  analyzed  high‐injury pedestrian  corridors  in  San 

Francisco, as well as the pedestrian environmental quality in communities with existing high numbers or predicted 

increases in vehicle‐pedestrian injury collisions.  

High‐Injury Corridors 

Vehicle‐pedestrian  injury  collisions  are often  concentrated  along  corridors  and  in  areas with  an  aggregation of 

multiple environmental‐level risk factors including higher traffic volumes and greater pedestrian activity.  Analysis 

of police‐reported vehicle‐pedestrian injury collision data for 2005‐2009 underscores the concentration of injuries 

in San Francisco.  

The  map  in  Figure  20  identifies  high‐injury  areas  and  corridors  defined  as  closely‐spaced,  high  injury  street 

segments, each high‐injury street segment with an injury count >9.  To give weight to injury severity, each severe 

or  fatal  injury was  counted as  three non‐severe  injuries.   The 6.7% of  city  street miles  identified as high‐injury 

corridors  (in blue)  account  for 55% of  severe  and  fatal pedestrian  injuries  and 51% of  total pedestrian  injuries 

during  the  analysis  period.    The  patterns  echo  differences  in  census  tract  level  injury  frequency  illustrated  in 

Figures 17 and 18.   

 

 

Page 69: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

Health Effects of Road Pricing in San Francisco, California                                                 San Francisco Public Health Department 

Program on Health, Equity and Sustainability 

Figure 20.  High‐Injury Density Corridors for Vehicle‐Pedestrian Injuries (2005‐2009): San Francisco, 

California 

   

Pedestrian Environmental Quality in Areas with High Existing and Future Increases in Pedestrian Injury 

We also collected baseline street and intersection conditions data for this HIA with the Pedestrian Environmental 

Quality  Index  (PEQI).   The PEQI  is a quantitative observational  instrument to describe and summarize street and 

intersection  environmental  factors  known  to  affect  people's  travel  behaviors  and  pedestrian  safety.  The  index 

provides a  total  score  for each  street  segment and  intersection assessed, which  is  computed as  the  sum of 31 

weighted intersection and street indictors. The scores are categorically ranked into five classifications ranging from 

“ideal quality” for pedestrians to “poor quality” for pedestrians. The SFDPH developed the PEQI for a number of 

purposes,  including assessing existing physical  conditions and demonstrating  the need  for  improvements  in  the 

course of  land use and transportation planning, community education regarding built environmental factors that 

either  promote  or  discourage walking  in  local  neighborhoods,  and  to  fill  a  gap  in  data  regarding  the  physical 

environment on our city streets in order to assess how it predicts key health determinants such as physical activity. 

The PEQI methodology is described in further detail in Appendix F.   

We were particularly  interested  in assessing  intersection and street  level  factors  in  the pedestrian environment 

that support safe walking  to  inform our recommendations  to  improve pedestrian safety  in and near  the cordon 

zone.    As  noted  in  Table  22,  the  SFDPH  Vehicle‐Pedestrian  Injury  Collision Model  does  not  account  for  these 

intersection and street specific factors.  For PEQI data collection, we focused on areas with existing high number of 

 

Technical Report: September 2011                        ‐ 55 ‐ 

Page 70: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

San Francisco Public Health Department                                                Health Impacts of Road Pricing in San Francisco, California 

Program on Health, Equity and Sustainability 

 

 

‐ 56 ‐                       Technical Report:  September 2011 

injuries  as well  as  areas with projected  increases  in  injuries based on our  vehicle‐pedestrian  injury  forecasting 

model  findings.  PEQI  scores  reflect  the  degree  to  which  environmental  factors  supportive  of  walking  and 

pedestrian  safety  has  been  incorporated  into  street  segment  and  intersection  design.    The  PEQI  scores  street 

segments and intersections separately, on a scale from 0 ‐100.  We are currently using the following categories for 

scoring, a priori, with equal intervals of 20 points for all categories:   

100‐81 = highest quality, many important pedestrian conditions present ‐ “Ideal” 

80‐ 61 = high quality, some important pedestrian conditions present ‐ “Reasonable” 

60‐ 41 = average quality, pedestrian conditions present but room for improvement  ‐“Basic” 

40‐ 21 = low quality, minimal pedestrian conditions – “Poor” 

20 and below = poor quality, pedestrian conditions absent – “Not Suitable for Pedestrians” 

 

We conducted detailed PEQI analyses for communities in and out of the zone to inform HIA recommendations.  

These analyses are included in Appendix F, along with the PEQI Methods, and inform our recommendations for 

prioritizing infrastructure improvements related to pedestrian safety and walking conditions in the next section of 

this report.    

Figure 21 depicts one of the maps of the PEQI findings for the streets and intersections surveyed in the congestion 

pricing zone, followed by a summary of the PEQI findings for the SoMa neighborhood (labeled in the map).   

Page 71: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

Health Effects of Road Pricing in San Francisco, California                                                 San Francisco Public Health Department 

Program on Health, Equity and Sustainability 

Figure 21.  Pedestrian Environmental Quality in the Congestion Pricing Zone 

 

South of Market 

In South of Market, 198 intersections and 646 street segments were assessed using the PEQI (see Figure 21). The 

average PEQI intersection score was 28, which was the lowest score in the survey for area. Over 60 percent of the 

intersections lack basic pedestrian amenities and engineering countermeasures and were ranked “not suitable for 

pedestrians” by the PEQI (red intersections). Many of these intersections are junctions with short streets and alleys 

where  there are no  crosswalks,  signals, or  signs warning pedestrians  to  look  for  cars;  in  some  cases additional 

pedestrian  infrastructure might be appropriate and  in other places not, based on  factors  including existing and 

projected pedestrian and  traffic volumes. The average PEQI street score  for  the streets was 47, also  the  lowest 

scoring neighborhood  in  this  survey. Twenty‐five percent of  the  streets were  ranked “poor”  (orange  streets) or 

“not suitable for pedestrians” (red streets). Many of the street segments that ranked “poor” are near the freeway, 

with high traffic volumes and no traffic calming. Harrison is one street in particular that scored poorly throughout 

South of Market.  

 

 

Technical Report: September 2011                        ‐ 57 ‐ 

Page 72: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

San Francisco Public Health Department                                                Health Impacts of Road Pricing in San Francisco, California 

Program on Health, Equity and Sustainability 

 

 

‐ 58 ‐                       Technical Report:  September 2011 

Health Effects Characterization: Vehicle‐Pedestrian Injury Collisions 

The following table summarizes our overall characterization of the health effects of the road pricing policy under 

study on vehicle‐pedestrian  injury collisions.   Based on the available evidence: there  is a high likelihood that the 

proposed policy will  impact on vehicle pedestrian‐injury collisions; severity of the effects are high and  important 

with respect to the health of San Franciscans; the magnitude of the predicted decrease in vehicle‐pedestrian injury 

collisions is substantial relative to predicted increases under 2015 BAU; and the reduction of injuries particularly in 

the specific census tracts in the cordon zone relative to the increases anticipated under 2015 BAU contributes to a 

restorative equity effect as decreases are predicted in areas historically disproportionately adversely impacted by 

pedestrian  injury.  Overall,  given  the  assumptions  and  uncertainties  discussed  further  below, we  have  a  high‐

moderate degree of confidence in our characterization of these health effects.   

Table 21.  Road Pricing Policy Health Effects Characterization:  Vehicle‐Pedestrian Injury Collisions Health Effects: 

Characteristics

Interpretation Characterization

Overall 

Assessment   

Based on the following health effects characterization and 

uncertainty factors regarding the magnitude of estimated effects, 

what is the overall assessment of confidence in the health effects 

estimate?

High‐Moderate

Likelihood How certain is it that the road pricing policy under study will 

affect vehicle‐pedestrian injury collisions, irrespective of the 

frequency, severity, or magnitude of the effect?

Very Likely/Certain:  Adequate evidence exists for a 

causal and generalizable effect based on the empirical 

literature, evaluation studies of congestion pricing in 

other countries.

Severity How important is the effect on vehicle‐pedestrian injury 

collisions with regards to human function, well‐being or 

longevity, considering the affected community's current ability to 

manage the health effects of vehicle‐pedestrian injury collisions?

High: Reduces acute and permanent effects that are 

potentially disabling or life‐threatening.  22% of all 

traumatic injuries in San Francisco are caused by auto‐

versus‐pedestrian collisions.

Magnitude How much will vehicle‐pedestrian injury collisions change as a 

result of the road pricing policy under study?Substantial (High‐Moderate Certainty):a  Compared to 

2015 BAU, 2015 with RP contributes to a decrease in 

vehicle‐pedestrian injury collisions of 5% citywide, and of 

9% in the cordon zone.

Distribution Will the effects be distributed equitably across populations?  Will 

the road pricing policy under study contribute to a reversal of 

baseline inequities?

Restorative Equity Effects:  Populations in the cordon 

zone have been historically, disproportionately burdened 

with vehicle‐pedestrian injury collisions in their 

communities.  The road pricing policy under study has the 

potential to reduce some of this inequity.

 a    See  Table  22  for  a  summary  of  factors  impacting  on  the  certainty  of  the magnitude  of  the  health  effects characterization. 

Certainty in Health Effect Characterization 

A summary of the principal uncertainties in our characterization of road pricing effects on vehicle‐pedestrian injury 

collisions  is provided  in Table 22.   The strengths and  limitations of traffic volume and population forecasts which 

are key inputs into the model and other analyses in this HIA are discussed at the beginning of Section V.  

We have high‐moderate overall confidence in the forecasting model, which was developed using local injury data 

and overall explains a substantial share (>70%) of variation in injury frequencies at the level of the census‐tract.90 

The model  further  accounts  for  a well‐established  non‐linear  relationship  between  changes  in  pedestrian  and 

vehicle  volumes  and  changes  in  injury  frequency.91    Furthermore,  predicted  decreases  in  pedestrian  injury 

collisions under 2015 RP conditions are similar to the decreases seen with the introduction of congestion pricing in 

London.92 

Page 73: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

Health Effects of Road Pricing in San Francisco, California                                                 San Francisco Public Health Department 

Program on Health, Equity and Sustainability 

 

Technical Report: September 2011                        ‐ 59 ‐ 

 

Nevertheless,  there  are  several  important  uncertainties  to  the  precision  of  future  estimates.    Importantly,  the 

model was created based on observed counts of  injuries.   Observed counts of vehicle‐pedestrian  injuries based 

upon  the  collisions  reported  to  and  recorded  by  police  generally  underestimate  the  true  burden  of  vehicle‐

pedestrian injuries.  An analysis in San Francisco comparing data from 2000‐2001 police records with hospital data 

from  San  Francisco General Hospital  (SFGH,  the  City’s  Level‐I  Trauma  Center which  sees  the majority  of more 

severely injured pedestrians) found that 22% of pedestrians injured and seen at SFGH were not reported in police 

records.93   Undercounts of baseline  injuries based on police  record data  thus will  translate  into undercounts of 

predicted future injuries.  

In addition, the model does not account for other pedestrian‐injury risk factors that may change with road pricing.  

Specifically, data were not available  to account  for speed which  is strong predictor of  injury collision  frequency. 

The area‐level model also did not account  intersection‐level street characteristics; however, we have no reliable 

way  of  predicting  how  these  countermeasures might  change  under  future  scenarios.    Our  analysis  estimated 

changes  in  all  pedestrian‐collision  injuries  and  not  in  injury  severity.    Speed  is  the most  significant modifiable 

predictor  of  pedestrian  injury  severity.94    The  SFCTA  has  conducted  analyses  regarding  estimated  changes  in 

vehicle speeds with road pricing and found up to 25% increases in speeds on the most congested streets, from an 

average of 10  to 12 mph.   Conceivably,  these  increases  in average  travel  speeds may have potential effects on 

injury severity.     

 

Table 22.  Uncertainty Factors Regarding the Magnitude of Estimated Health Effects for Vehicle‐

Pedestrian Injury Collisions  

Page 74: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

San Francisco Public Health Department                                                Health Impacts of Road Pricing in San Francisco, California 

Program on Health, Equity and Sustainability 

 

 

‐ 60 ‐                       Technical Report:  September 2011 

Factors Affecting Certainty Assessment Approach Summary 

Confidence Level

Exposure Assessment SFDPH model parameters (census‐tract level) include estimates 

of the following conditions: traffic volume; proxies for 

pedestrian activity (number of residents and employees, 

neighborhood commercial zoning, land area, population living 

in poverty, population aged 65 and older); proxies for traffic 

speeds ( proportion of streets that are arterial streets without 

transit).  Attenuated per‐pedestrian risk with increasing 

numbers of pedestrians is incorporated into the model 

parameter for employees, which was fit using the natural log; 

the traffic volume parameter is also a natural log consistent 

with the empirical literature.  Direct estimates of pedestrian 

volumes, traffic speeds, and intersection‐level engineering 

factors are not included as city‐wide data for those factors was 

not available.                                                                                           

Moderate

Baseline Disease Prevalence Vehicle‐pedestrian injury collision data from the California 

Highway Patrol's Statewide Integrated Traffic Records System 

(SWITRS).  Research in San Francisco has demonstrated that 

SWITRS data underestimates total injury burden using hospital 

data as a gold standard, with lower rates of under‐reporting for 

more severe injuries (Sciortino et al. 2005). This uncertainty 

results in an underestimate of the effect.

High‐Moderate 

Exposure‐Response Function 

(ERF)

SFDPH model is specific to San Francisco, predicting over 70% 

of the variation in pedestrian injury collisions in census tracts.  

Model has not yet been validated over time.  The model's area‐

level approach, indicative of small‐area hot spots, is 

appropriate for area‐level policy assessment.                                   

High‐Moderate

 

Page 75: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

Health Effects of Road Pricing in San Francisco, California                                                 San Francisco Public Health Department 

Program on Health, Equity and Sustainability 

E. Vehicle-Cyclist Injury Collisions

Road Pricing Effects on Cyclist Safety 

As stated in the previous section, traffic injuries and fatalities represent a significant and avoidable health burden, 

with  cyclists  and  pedestrians  arguably  the  most  vulnerable  road  users.    In  the  U.S.,  cyclists  experience  a 

disproportionate share of traffic injury and fatality risks compared to vehicle occupants on a per‐trip basis – with 

estimated per‐trip fatality rates over two times that of motor vehicles (21.0 vs. 9.2 per 100 million person trips).95  

Despite higher risk of injury per trip, cycling is a relatively low‐cost, physically active form of transportation that is 

growing in popularity in the U.S. in recent years ‐ with an overall 64% increase in bike commuters in the U.S. from 

1990‐2009  and with  trends  particularly  notable  in  urban  areas  including  San  Francisco,  Portland, Minneapolis, 

Washington DC, Chicago, and New York City.96   

The objective of road pricing is to reduce traffic congestion on local roadways during peak use periods, which also 

correspond  to  times  of  high  utilitarian  cyclist  volumes.    Reductions  in  traffic  volume will  tend  to  reduce  the 

likelihood of vehicle‐cyclist  injury collisions.   However, greater use of cycles may  increase the number of cyclists 

exposed to traffic hazards.  Where free flow conditions do not currently exist, reductions in traffic volume may also 

increase traffic speed which is a risk factor for collision frequency and severity.  Investments in road infrastructure 

funded  by  road  pricing  could  address  gaps  in  cyclist  safety  engineering  countermeasures,  though  could  also 

increase transit service on streets frequented by cyclists.   

Figure 22 details a pathway through which road pricing policy impacts changes in vehicle trips and cyclist trips, and 

therefore changes in traffic hazards and cyclists and ultimately vehicle‐cyclist injury collisions.  

Figure 22.  Pathway from Road Pricing Policy to Vehicle‐Cyclist Injury 

 

Analysis of Vehicle‐ Cyclist Injury Collisions 

We estimated expected changes  in vehicle‐cyclist  injury collisions using collision data  from 2005 and changes  in 

motor vehicle and cyclist  trips  from  the SFCTA’s model.   We used a simple prediction model  that assumes  that 

future injuries are a non‐linear function of changes in motor vehicle and cyclist trips (i.e., decreasing per‐cyclist risk 

with  increasing  cyclists;  increasing  per‐cyclist  risk  with  increasing  vehicles;  decreasing  per‐motorist  risk  with 

increasing vehicles).  This approach is based on empirical studies of vehicle‐cyclist collisions and has been applied 

to predict hypothetical scenarios in changes in collisions associated with changes in transportation mode share.97  

Similar to the vehicle‐pedestrian  injury models, changes  in vehicle volumes have a stronger  influence on vehicle‐

cyclist collisions than changes in cyclists volumes.  A detailed description of methods is in Appendix G.   

 

Technical Report: September 2011                        ‐ 61 ‐ 

Page 76: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

San Francisco Public Health Department                                                Health Impacts of Road Pricing in San Francisco, California 

Program on Health, Equity and Sustainability 

 

 

‐ 62 ‐                       Technical Report:  September 2011 

The  map  in  Figure  23  depicts  intersection‐level 

vehicle‐cyclist  injury  collisions under  actual  2005 

conditions.   The concentration of collisions  in the 

potential congestion pricing zone is evident – with 

approximately  50%  of  vehicle‐cyclist  collisions 

occurring in the congestion pricing zone. 

Cyclist  injury  and  collisions  –  including  vehicle‐

cyclist  injury  collisions  – have been  increasing  in 

San  Francisco  in  recent  years. Based on data on 

police  reported  injuries  from  SWITRS  for  2006  – 

2009,  there  were  273  injuries  to  cyclists  in 

collisions  with  motor  vehicles  reported  by  the 

police  in 2006,  climbing  to 424  in 2009 –  a 55% 

increase.    Because  of  under‐reporting  of  cyclist 

injuries  to  police,  these  statistics  are  likely  to 

represent  an  undercount  of  the  true  number  of 

vehicle‐cyclist  injuries  in  San  Francisco.  These 

increases  parallel  those  in  cycling  in  San  Francisco.    For  example,  the  San  Francisco Municipal  Transportation 

Agency’s annual citywide bicycle count found that counts of observed cyclists increased by 53% during those same 

years, from 5,500 in 2006 to 8,441 in 2009.98   

Figure 23.  Vehicle‐Cyclist Injury Collisions in 2005:  

San Francisco, California 

The following table summarizes the predicted changes in vehicle‐cyclist injury collisions citywide as well as in the 

cordon zone. 

Table 23.  Annual Estimated Vehicle‐Cyclist Injury Collisions in 2005, 2015 Business As Usual, and 2015 

with Road Pricing Conditions: San Francisco, California  

Health Impacts           

(Annual Estimates)

2005 2015 BAU 2015 RP Change: 

2005 → 

2015 BAU

Change: 

2005 → 

2015 RP

Change: 2015 

BAU → 2015 

RPVehicle‐Cyclist Injury Collisions (N, Total)

Citywide 270 295 290 25 20 ‐5Congestion Pricing Zone 135 155 150 20 15 ‐5   

2005:  In 2005 conditions, the annual number of police‐reported vehicle‐cyclist injury collisions in San Francisco is 

approximately 270.  Approximately half of San Francisco’s vehicle‐cyclist injury collisions occur in the cordon zone 

that is under study. The high‐density of vehicle‐cyclist injury in the proposed congestion pricing zone is explained 

largely by higher volumes of traffic and cyclists in this zone.   

2005 → 2015 BAU:  In 2015 BAU, based on the model, we estimate vehicle‐cyclist injury collisions will increase 9% 

citywide to 295 total vehicle‐cyclist  injury collisions, with a 15%  increase  in the potential congestion pricing zone 

accounting for 80% of the citywide increase.  Similar to the baseline conditions, approximately 50% of total injuries 

are expected to occur  in the congestion pricing zone.    Increases  in the number of  injury collisions are related to 

predicted increases in traffic and cycling to and from San Francisco’s downtown core. 

2015 BAU → 2015 RP:   We estimate  that vehicle‐cyclist  injury collisions could also  increase  relative  to baseline 

conditions under a future road pricing scenario; however the increase will be smaller than in the business as usual 

Page 77: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

Health Effects of Road Pricing in San Francisco, California                                                 San Francisco Public Health Department 

Program on Health, Equity and Sustainability 

scenario.   Decreases  in  vehicle  traffic  volume  citywide  and  in  the  cordon  zone  explain  the moderation  of  the 

expected injuries. 

Because  the  congestion pricing  scenario  largely  reduces  traffic  volumes during peak  commute periods,  as with 

pedestrian injury collisions we also assessed the time of day of vehicle‐cyclist injury collisions in San Francisco.  We 

found  that  approximately  30%  of  vehicle‐cyclist  injury  collisions  occur  during  the  AM  and  PM  peak  commute 

periods, supportive of our finding that changes in traffic volume during those peak commute periods could have a 

protective effect on vehicle‐cyclist injury collisions.   

Health Effects Characterization: Vehicle‐Cyclist Injury Collisions 

Table 24 summarizes our overall characterization of the health effects of the road pricing policy under study on 

vehicle‐cyclist injury collisions.  Based on the available evidence: there is a high likelihood that the proposed policy 

will  impact on vehicle cyclist‐injury collisions; severity of  the effects are high and  important with  respect  to  the 

health of San Franciscans; the magnitude of the change in vehicle‐cyclist injury collisions among future scenarios is 

substantial with  2015 RP moderating  the predicted  increase of  injuries  expected under  2015 BAU.  The  largest 

moderating effects on cyclist injuries occurs within the cordon zone contributing  to a restorative equity effect as 

decreases are predicted in areas historically disproportionately adversely impacted by cyclist injury. Overall, given 

the assumptions and uncertainties discussed further below, we have a moderate‐low degree of confidence in our 

characterization of these health effects.  The estimated increase in vehicle‐cyclist collisions in both future scenarios 

makes a case for  investments  in additional protective engineering countermeasures for cyclists  in San Francisco.  

Section VI provides several recommendations for measures to improve cyclist safety. 

Table 24.  Road Pricing Policy Health Effects Characterization:  Vehicle‐Cyclist Injury Collisions Health Effects: 

Characteristics

Interpretation Characterization

Overall 

Assessment   

Based on the following health effects characterization and 

uncertainty factors regarding the magnitude of estimated effects, 

what is the overall assessment of confidence in the health effects 

estimate?

Moderate‐Low

Likelihood How certain is it that the road pricing policy under study will 

affect vehicle‐cyclist injury collisions, irrespective of the 

frequency, severity, or magnitude of the effect?

Very Likely/Certain:  Adequate evidence exists for a 

causal and generalizable effect based on the empirical 

literature and evaluations from implementation of 

congestion pricing in other countries.

Severity How important is the effect on vehicle‐cyclist injury collisions 

with regards to human function, well‐being or longevity, 

considering the affected community's current ability to manage 

the health effects of vehicle‐cyclist injury collisions?

High: Reduces acute and permanent effects that are 

potentially disabling or life‐threatening.  

Magnitude How much will vehicle‐cyclist injury collisions change as a result 

of the road pricing policy under study?Substantial (Moderate‐Low Certainty):a  Compared to 

2015 BAU, 2015 with RP contributes to a decrease in 

vehicle‐cyclist injury collisions of 3% citywide and in the 

cordon zone.

Distribution Will the effects be distributed equitably across populations?  Will 

the road pricing policy under study contribute to a reversal of 

baseline inequities?

Restorative Equity Effects:  The cordon zone area has a 

historically high burden of vehicle‐cyclist injury collisions.  

The road pricing policy under study has the potential to 

reduce some of this inequity.

 

a  See Table 25 for a summary of factors impacting on the certainty of the magnitude of the health effects characterization. 

 

Technical Report: September 2011                        ‐ 63 ‐ 

Page 78: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

San Francisco Public Health Department                                                Health Impacts of Road Pricing in San Francisco, California 

Program on Health, Equity and Sustainability 

 

 

‐ 64 ‐                       Technical Report:  September 2011 

Certainty in Health Effect Characterization 

A  summary of  the principal uncertainties  in our  characterization of  road pricing effects on vehicle‐cyclist  injury 

collisions is provided in Table 25.   The strengths and limitations of traffic volume and population forecasts which 

are key inputs into the model and other analyses in this HIA are discussed at the beginning of Section V. Overall, 

we have  limited  to moderate confidence  in  the precision of estimates of  future cyclist  injuries predicted by  the 

model.  For several important reasons, discussed below, our modeling approach may be over or under‐estimating 

future bicycle injury frequencies. 

First, the model could be over‐estimating  injuries  if future  improvements  in road  infrastructure reduced hazards 

for bicyclists. Our estimation  approach based on  vehicle  and  cycle  volumes  alone does not  account  for bicycle 

infrastructure  or  safety  countermeasures  that  might  change  in  the  future  under  2015  BAU  or  road  pricing 

conditions.    Bicycle  infrastructure  is  expected  to  improve  citywide  over  the  next  years  due  to  programmed 

improvements.  However, at present, there is limited evidence on the protective effects of bicycle lanes on urban 

streets so the ultimate safety effects of this infrastructure cannot be predicted.99  

Importantly, future estimates of cyclist injuries are a function of baseline frequency of injuries.  Baseline counts of 

vehicle‐cyclist  injuries based upon the collisions reported to and recorded by police generally underestimate the 

true burden of  vehicle‐cyclist  injuries.   Undercounts of baseline  injuries  thus will  translate  into undercounts of 

future injuries.  

There  are  several  other  reasons  that  our modeling  approach  could  underestimate  the  future  change  in  cyclist 

injuries.  Most important, the SFCTA model could be underestimating the future changes in cycling.  Notably, the 

actual  observed  increase  in  vehicle‐cyclist  collisions  from  2006  to  2009  (55%  change)  is  over  three  times  the 

increase predicted by our model from 2005 to 2015.  A likely explanation for this increase is an increase in cycling 

not  accounted  for  by  the model.    Other  explanations  for  this  increase  in  reported  cyclist  injuries  include  an 

increase in the proportion of collisions being reported to police and changes in driver or cyclist safety behaviors.   

Our predictions clearly underestimate the full burden of cyclist injuries in baseline and future scenarios as we have 

only  accounted  for  and modeled  changes  in  injuries  associated with  vehicle‐cyclist  injury  collisions,  excluding 

injuries to cyclists that do not involve an occupied motor vehicle.  Causes of cyclist only injuries may include cyclists 

swerving  to  avoid  a  collision  and  hazardous  roadway  conditions  (e.g.  potholes).   A  recent  analysis  by  the  San 

Francisco Injury Center of patients seen by the San Francisco General Hospital (SFGH) for trauma sustained while 

cycling found that approximately 25% of those patients were injured in a “cyclist only” crash that did not involve 

contact with a motor  vehicle.   These  “cyclist‐only”  crashes were notably under‐reported  in  the police‐reported 

SWITRS data historically relied upon by the City to monitor collisions over time.  Specifically, 22% of SFGH patient 

records did not matched with a SWITRS record; of those SFGH records, 58.5% were cyclists injured in a crash with a 

motor vehicle and 41.5% were of cyclist‐only injuries.  Notably, 42% of cyclist injuries reported by SWITRS did not 

match with a SFGH record; of those SWITRS records, 91% were injured in a crash with a motor vehicle and 9% were 

cyclist‐only injuries.100     

Our  estimation  approach predicts  total  vehicle‐cyclist  injury  collisions  and does not  account  for  any  effects on collision severity.   Changes  in travel speeds associated with  infrastructure changes or changes  in vehicle volume may  increase or decrease  speed,  thereby affecting  injury  severity.   As  summarized  in  the previous  section,  the SFCTA  has  conducted  analyses  regarding  estimated  changes  in  vehicle  speeds with  road  pricing  and  found  up to 25% increases in speeds on the most congested streets, from an average of 10 to 12 mph.   Conceivably, these increases in average travel speeds may have potential effects on injury severity.       

Page 79: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

Health Effects of Road Pricing in San Francisco, California                                                 San Francisco Public Health Department 

Program on Health, Equity and Sustainability 

Table 25.  Magnitude of the Estimated Health Effects for Vehicle‐Cyclist Injury Collisions: Uncertainty 

Factors  

Factors Affecting Certainty Assessment Approach Summary 

Confidence Level

Exposure Assessment A simple forecasting approach based on estimates of motor 

vehicle trips and cycling trips in 2005 and 2015 conditions.  

Intersection‐level engineering factors, recreational cycling trips 

not considered in the analysis.

Moderate‐Low

Baseline Disease Prevalence Vehicle‐cyclist injury collision data from the California Highway 

Patrol's Statewide Integrated Traffic Records System (SWITRS).  

Likely an underestimate of total injury collisions.

Moderate

Exposure‐Response Function 

(ERF)

Model parameters informed by summary of international 

findings regarding the relationship between changes in motor 

vehicle and cyclist trips and vehicle‐cyclist injury.  There is 

consistency in the findings regarding a non‐linear relationship 

though variance in parameter values (accounted for with 

sensitivity analyses).  Variance in model parameters potentially 

due to regional differences in environmental and/or socio‐

demographic factors not accounted for in the model.                    

Moderate‐Low

 

 

Technical Report: September 2011                        ‐ 65 ‐ 

Page 80: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

San Francisco Public Health Department                                                Health Impacts of Road Pricing in San Francisco, California 

Program on Health, Equity and Sustainability 

 

 

‐ 66 ‐                       Technical Report:  September 2011 

F. Health Inequities

Road Pricing and Health Inequities 

Health inequities are defined as systematic disparities in health status or in the major social determinants of health 

between groups with different  social advantage/disadvantage  (e.g., wealth, power, prestige).101   Transportation 

policies have  several potential effects on determinants of health  including  the quality, accessibility, and cost of 

transportation,  transportation  hazards,  and  exposure  to  environmental  hazards,  neighborhood  livability,  and 

opportunities  for physical  activity.    Policy  effects  in  any of  these domains may  favor or be  adverse  to  specific 

populations experiencing or vulnerable to health inequities. 

The SFCTA preliminary studies considered potential equity impacts of the fee on low‐income drivers, as detailed in 

the Scoping section (III.D.) of this report. These studies concluded that a congestion pricing program would “not 

have an undue impact on low‐income individuals.”102  This assessment was based on their study recommendations 

that the policy include a 50% discount for low‐income travelers; that approximately 5% of peak‐period travelers to 

downtown  San  Francisco  are  drivers  with  annual  household  incomes  <  $50,000;  and  that many  low‐income 

travelers  in the Bay Area already rely on public transit and would thus benefit  from faster, more reliable transit 

travel  times  resulting  from pricing  fee  investments.    The  SFCTA  further  found  that  support  for  studying  a  San 

Francisco congestion pricing program is highest among low‐income Bay Area residents.  

 

This HIA analyzed the health effects of road pricing with respect to spatial equity, assessing effects on air and noise 

pollution, physical  activity,  and  transportation‐related  injuries  city‐wide  and within  the  congestion pricing  area 

under study, as detailed in each of the distinct impacts analyses subsections. This section contributes an additional 

analysis of whether  these  effects  are  equitably distributed under  the  road pricing  scenario  among populations 

defined by household  income or by age. There are several reasons to consider the particular effects on children 

and youth, seniors, and  low‐income populations.   Children and adolescents are particularly vulnerable to traffic‐

related health exposures due to their ongoing growth and development – with lungs still maturing and particularly 

susceptible to air pollution, with brain development underway and adversely impacted by traffic‐related noise and 

disturbance to sleep and the ability to concentrate, and with cognitive functions unable to fully comprehend and 

respond to potentially fatal traffic hazards.   Seniors are often more dependent on non‐motorized transportation 

for their daily needs, and are more  likely to die  in vehicle‐pedestrian  injury collisions – over six times more  likely 

based on  recent  analyses  in  San  Francisco.    Low  income populations have been historically, disproportionately 

exposed to traffic‐related hazards and their adverse health impacts.  Additionally, these communities typically are 

confronted  with  other  social  and  environmental  stressors  which  cumulatively  contribute  to  disproportionate 

adverse  health  effects,  including:  poor  housing  quality;  stressful  work  environments;  and  limited  economic 

resources to meet basic needs for housing, food, transportation, and health care. 

Page 81: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

Health Effects of Road Pricing in San Francisco, California                                                 San Francisco Public Health Department 

Program on Health, Equity and Sustainability 

Equity of Traffic‐Related Health Hazardous Environmental Exposures for children and youth, seniors, 

and low‐income populations  

We  used  traffic  density  as  a  general  proxy  for  adverse  environmental  exposures  and  hazards  of  traffic.  The 

intensity  of  vehicle  air  pollution  emissions,  traffic  noise,  and  safety  hazards  to  non‐motorized  users  are  all 

generally proportional  to  the density and proximity of vehicles  in an area.   We created a  summary measure of 

traffic density at  the  small‐area  transportation  analysis  zone  (TAZ)  level  to  assess  area‐level  traffic exposure  in 

2005,  2015  BAU,  and  2015  RP  conditions  using  ArcGIS mapping  tools  (see methodological  footnote,  below).b  

Traffic density maps were presented earlier  in  this  report  (Figure 9).   Table 26 summarizes  the  total population 

exposure  in  the  three  study  scenarios  for  three  traffic  density  categories, with  categories  consistent  for  each 

scenario and cut‐points created based on the TAZ‐level distribution of traffic density in 2005 conditions. 

Table 26.  The Distribution of Traffic Density in the General Population: 2005, 2015 Business As Usual, 

2015 with Road Pricing 

2005 2015 BAU 2015 RP

Traffic density 

Population, N 

= 796,000

Population, N 

= 824,000

Population, N 

= 824,000

At or below average traffic density 67% 65% 66%

1 ‐ 2x average traffic density 24% 25% 26%

>2x average traffic density 9% 10% 9%  

Overall,  there  is a moderate  increase  in  the proportion of  the population exposed  to higher  traffic density  from 

2005  to  2015  BAU  conditions.    For  2015  RP  relative  to  2005,  there  is  a  smaller  population  increase  in  traffic 

exposure.  These findings are consistent with the analysis of air pollutant and noise impacts. 

Traffic Density Distributions by Age 

The following table summarizes traffic density by age in 2005, 2015 BAU, and 2015 RP conditions. 

Table 27.  Traffic Density by Age: 2005, 2015 Business As Usual, 2015 with Road Pricing  

Youth:    

Ages 0‐19

Adults:      

Ages 20‐64

Seniors:  

Ages 65+

Youth:    

Ages 0‐19

Adults:      

Ages 20‐64

Seniors:  

Ages 65+

Youth:    

Ages 0‐19

Adults:      

Ages 20‐64

Seniors:  

Ages 65+

 N= 126,000 N= 563,000 N= 107,000 N= 127,000 N= 575,000 N= 122,000 N= 127,000 N= 575,000 N= 122,000

At or below average 

traffic density 71% 66% 66% 70% 64% 64% 71% 65% 66%1 ‐ 2x average traffic 

density 19% 25% 25% 19% 26% 24% 20% 27% 25%>2x average traffic 

density 9% 9% 9% 11% 10% 11% 9% 8% 9%

2005 2015 BAU 2015 RP

 Under 2005 conditions, youth aged 0‐19 have a higher proportion of their population (71%) represented in areas 

with  less  than  average  traffic  density,  relative  to  adults  and  seniors.    However,  youth  are  proportionally 

                                                            b We first converted street segment traffic volumes to a density metric using a 100‐meter grid size and the ArcGIS kernel 

density method. We next converted the ArcGIS raster data to point data, and assigned the density values to their corresponding 

TAZ using a spatial join, aggregated the values, and finally normalized the data by the TAZ area.  We used 2005 baseline traffic 

density conditions by TAZ to create the average traffic density, 1‐2x average traffic density, and >2x average traffic density 

categories used in the analysis.  We selected these categories based on the distribution of traffic density in San Francisco. 

 

Technical Report: September 2011                        ‐ 67 ‐ 

Page 82: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

San Francisco Public Health Department                                                Health Impacts of Road Pricing in San Francisco, California 

Program on Health, Equity and Sustainability 

 

 

‐ 68 ‐                       Technical Report:  September 2011 

represented in the highest traffic density areas.  Traffic density exposure for the elderly is similar to that as that of 

the overall adult population under 2005 conditions.  Figure 6 in Section IV illustrates youth and senior population 

densities in San Francisco areas under 2005 conditions; as evidenced in the maps, there are higher concentrations 

of youth in western San Francisco where there are lower concentrations of traffic density. 

The relative differences in exposure by age remain largely unchanged under both future 2015 scenarios (BAU and 

RP) – with a higher proportion of youth in the less than average exposure category relative to adults and seniors in 

all three scenarios, but similar proportions in the highest exposure category for all three age groups.  In fact, the 

2015  RP  scenario  provides  a moderately  protective  equity  effect  by  reducing  exposure  across  all  age  groups 

relative to 2015 BAU. 

Traffic Density Distributions by Average Area Household Income 

The following table summarizes traffic density by average area household income in 2005, 2015 BAU, and 2015 RP 

conditions.   

Table 28.  Traffic Density by Income: 2005, 2015 Business As Usual, 2015 with Road Pricing  

Avg. HH 

Income: 

<$35,000

Avg. HH 

Income: $35‐

70,000

Avg. HH 

Income: 

>$70,000

Avg. HH 

Income: 

<$35,000

Avg. HH 

Income: $35‐

70,000

Avg. HH 

Income: 

>$70,000

Avg. HH 

Income: 

<$35,000

Avg. HH 

Income: $35‐

70,000

Avg. HH 

Income: 

>$70,000

N= 98,000 N= 496,000 N= 202,000 N= 88,000 N= 487,000 N= 249,000 N= 88,000 N= 487,000 N= 249,000

At or below average 

traffic density 31% 70% 77% 25% 69% 71% 25% 70% 72%1 ‐ 2x average traffic 

density 64% 20% 15% 67% 20% 20% 68% 21% 20%>2x average traffic 

density 5% 9% 9% 8% 11% 9% 7% 9% 8%

2005 2015 BAU 2015 RP

   

Differences in exposure to traffic density for each income group are notable under baseline conditions.  Compared 

to  the  highest  income  households  (with  average  household  income  >$70,000)  fewer  low‐income  households 

(<$35,000) live in areas with less than average traffic density (77% vs 31%). Although low‐income households are in 

areas with lower levels of the highest average traffic density (5% vs. 9%), overall a higher percentage of the low‐

income  households  are  in  areas  with  average  or  above  average  traffic  density  compared  to  higher  income 

households (69% vs. 24%).   

 

Figure 5 (Section IV) illustrates average household income by TAZ in San Francisco under 2005 conditions.  Visually 

comparing  that map  to  the  traffic  density maps  in  Figure  9  reveals  that  area‐level  concentrated  poverty  (as 

measured by average household income <$35,000) is associated with higher area traffic density.  This may be the 

result of past transportation and  land use planning and policy decisions which  increased traffic on the streets of 

lower income communities. 

 

Future conditions under 2015 BAU estimate traffic density increases for all income categories.  Among low income 

households, fewer are predicted to  live  in  lower traffic areas  (25% vs. 31%) and more could  live  in higher traffic 

areas (8% vs. 5%).  2015 with road pricing contributes to relatively moderate decreases in traffic density exposure 

citywide.   There  is still a decrease  in the proportion of  low  income households experiencing  lower traffic density 

under 2015 RP; however, the increase in the proportion of low‐income households in high traffic density areas (7% 

vs. 5%) is smaller than under 2015 BAU conditions (8% vs. 5%). 

 

Page 83: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

Health Effects of Road Pricing in San Francisco, California                                                 San Francisco Public Health Department 

Program on Health, Equity and Sustainability 

 

Technical Report: September 2011                        ‐ 69 ‐ 

Of note, areas where  the  lowest  income communities experience higher concentrations of  traffic are also areas 

with  the  lowest prevalence of motor vehicle ownership and, as detailed  in  the Active Transportation analysis – 

areas where more  residents walk  (or  rely on  transit)  for  transportation.   As described  in  the vehicle‐pedestrian 

injury  collision  and  vehicle‐cyclist  injury  collision  analysis  sections,  these  communities  are  currently 

disproportionately burdened with injuries to vulnerable road users. 

Overall,  under  2005  conditions  low‐income  households  are  disproportionately  burdened  with  environmental 

exposures related to higher traffic densities ‐ including air pollution, noise, and pedestrian safety hazards.  Based 

on  this  analysis,  2015  with  road  pricing  is  expected  to  mitigate  some  increased  exposure  to  traffic  density 

predicted under 2015 BAU.  As discussed in the rest of this section (V.), the road pricing policy under study has a 

very moderate beneficial effect in reducing exposure across all populations.   

Page 84: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

San Francisco Public Health Department                                                Health Impacts of Road Pricing in San Francisco, California 

Program on Health, Equity and Sustainability 

 

 

‐ 70 ‐                       Technical Report:  September 2011 

G. Costs

Economic Valuation of Transportation‐Attributable Health Outcomes 

This  section  provides  our  analysis  of  the  economic  value  of  the  health  effects  analyzed  in prior  sections.   We 

assessed  the economic cost or benefit of  transportation‐related health effects only  for  those health effects  that 

were quantified and that had accepted monetary valuation methods.   The approach used  is generally consistent 

with  the  practices  used  in  regulatory  impact  assessment  and  cost  benefit  analysis  by  the  U.S.  Environmental 

Protection Agency (USEPA) and other regulatory impact assessments.103   

The economic value of health effects can include direct health care costs as well indirect costs such as lost wages 

for  individuals,  lost productivity for employers, pain and suffering for  individuals, relatives, and family members. 

Furthermore, changes in the health of one individual can also affect the health and well‐being of another, resulting 

in  additional  economic  costs.    There  are  a  range of methods  available  to  assess  the  economic  value of health 

effects.  Methods differ in their ability to capture the range of costs of health outcomes, including costs that do no 

have economic markets.   For example, some of  the earliest methods  to value  life  in assessments of pre‐mature 

mortality were based only on assessments of effects on lost economic productivity or income and gave no value to 

“intangibles” such as grief.    In contrast, hedonic economic methods attempt to capture such  intangible and non‐

market  effects  by  using  observations  of  economic  behaviors  (e.g.  trade‐offs  among  wages  and  hazardous 

employment,  the  cost  of  the  purchase  of  consumer  safety  products)  to  reveal what  value  individuals  give  to 

protecting life.  The hedonic method makes important assumptions about individual knowledge and employment 

choices.    The  contingent  valuation method  assumes  a  hypothetical market  and  asks  individuals  to  state  their 

willingness to pay for a change in the risk of mortality, typically via a survey.  Although each of the above methods 

has limitations, the contingent valuation method appears to have become the preferred approach to value life in 

the context of regulatory analysis.104  

A summary of economic values of health effects, valuation methods, and sources used to value health effects  is  

described  below and provided in Table 29.     

Page 85: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

Health Effects of Road Pricing in San Francisco, California                                                 San Francisco Public Health Department 

Program on Health, Equity and Sustainability 

Table 29.  Economic Valuation of Health Effects:  Input and Methods 

Health 

Outcome

Economic 

Valuation

Valuation 

Year

Adjusted 

2010 Year 

Value

Economic Valuation 

Method

Agency Source

Adverse Effects

7,400,000$     2006 8,004,040$     Meta‐analysis of wage‐

differential and stated 

preference studies

USEPA

N/A N/A N/A Estimates for U.S. 

populations not available

N/A

262,600$        2000 332,529$        Sum of Lifetime Medical 

Cost, Lost Productivity, and 

Present value of Earnings;  

age 65 female and 70 male 

respectively; average of 

male and female 

Harvard Center 

for Risk Analysis

7,400,000$     2006 8,004,040$     Meta‐analysis of wage‐

differential and stated 

preference studies

USEPA

Minor 14,800$           2006 16,008$          

Moderate 114,700$        2006 124,063$       

Serious 425,500$        2006 460,232$       

Severe 1,387,500$     2006 1,500,757$    

Critical 5,642,500$     2006 6,103,080$    

7,400,000$     2006 8,004,040$     Meta‐analysis of wage‐

differential and stated 

preference studies

USEPA

Mortality averted due to physical activity via walking and biking for active transportation

Beneficial Effects

Avoidable mortality attributable to traffic‐related fine particulate matter (PM 2.5)

Avoidable mortality attributable to vehicle‐pedestrian and vehicle‐cyclist collisions

Avoidable non‐lethal injuries by severity attributable to vehicle‐pedestrian and vehicle‐cyclist 

Estimated as a fraction of 

the VSL based on the 

severity of the injury

USDOT

Annoyance due to traffic‐related noise

Myocardial infarction cases attributable to traffic‐related noise

 

 

For  all  impacts  on  life  expectancy  ,  including  traffic  fatalities,  pre‐mature  mortality  from  particulate  matter 

exposure, and  reduced mortality  from  improved physical activity, we used  the USEPA default  central  “value of 

statistical life” (VSL) of $7.4 million (2006$). 105  Notably, the VSL used by the USEPA is different than the VSL values 

used by some other Federal agencies including the USDOT.   

 

Technical Report: September 2011                        ‐ 71 ‐ 

Page 86: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

San Francisco Public Health Department                                                Health Impacts of Road Pricing in San Francisco, California 

Program on Health, Equity and Sustainability 

 

 

‐ 72 ‐                       Technical Report:  September 2011 

For  ischemic heart disease  events we used  a  valuation  combining  three  types of  costs of non‐fatal myocardial 

infarctions:  lifetime medical cost,  lost productivity, and  lost wages.106   This valuation approach does not capture 

the value of averting the illness or other intangibles. We assumed that none of the ischemic heart disease events 

would be fatal.  

To assess the value of non‐fatal traffic  injuries, we used a method following on US DOT guidelines for economic 

valuation107 that scales the value of injuries as a fraction of the VSL based on how the injury affects of the quality 

of life.  Injuries are categorized along a Maximum Abbreviated Injury Scale (MAIS), into levels ranging from MAIS 1 

(minor) to MAIS 5 (critical).  Table 30 provides the parameters used to multiply by the current value of preventing a 

fatality to obtain the value of preventing injuries of the relevant types. 

Table 30.  U.S. Department of Transportation Guideline Values for Lethal and Non‐Lethal Injuries 

MAIS Level  Severity   Fraction of VSL 

MAIS 1  Minor  0.0020 

MAIS 2  Moderate   0.0155 

MAIS 3  Serious  0.0575 

MAIS 4  Severe  0.1875 

MAIS 5  Critical  0.7625 

MAIS 6  Fatal  1.0000 

We estimated  the annual economic  value of  transportation‐attributable health effects under each of  the  three 

transportation  scenarios—2005  baseline,  2015 BAU,  and  2015  RP using  the  outputs  of  the  quantitative  health 

effects analysis described  in this report (see Executive Summary table).  We assumed that the distribution of the 

severity of vehicle‐pedestrian and vehicle‐cyclist  injury collisions would  remain  similar  to  the distribution under 

2005 baseline conditions.  We used injury severity assigned in SWITRS to assign the above MAIS codes as follows, 

using the proportion of motor vehicle‐pedestrian and motor vehicle‐cyclist injuries seen by San Francisco General 

Hospital, San Francisco’s only trauma center, to  inform the proportion of  injuries that were critical (MAIS 5) and 

severe (MAIS 4).   We conducted analysis for the scenario year only and thus did not discount future effects.   

Table 31 provides estimates of the economic value of costs of motor vehicle use and the health benefits of non‐

motorized  transportation.    The  total  aggregate  annual  economic  value  of  transportation‐attributable  adverse 

health effects was  lowest  in 2015 RP  ‐ $4 million  lower than costs estimated  for 2005 and $53 million  less than 

costs estimated for 2015 BAU.  Vehicle‐pedestrian and vehicle‐cyclist injury collisions contributed the most to the 

economic  value  of  adverse  health  effects  under  all  scenarios  –  accounting  for  just  over  half  of  the  estimated 

health‐associated  costs.    Premature  mortality  attributable  to  air  pollution  was  the  next  most  important 

contributor,  accounting  for  approximately  45%  of  costs.    Approximately  2%  of  the  enumerated  costs  were 

associated with heart attacks attributable to traffic‐related noise.  

Page 87: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

Health Effects of Road Pricing in San Francisco, California                                                 San Francisco Public Health Department 

Program on Health, Equity and Sustainability 

Table 31.  Annual Economic Values of Transportation‐Attributable Health Effects under 2005, 2015 

BAU, and 2015 RP scenarios:  San Francisco, California  

2005 2015 

BAU

2015 RP 2005 2015 BAU 2015 RP

Adverse Effects Value:   Total 1,124$      1,173$      1,120$     

Avoidable mortality attributable to traffic‐related fine particulate matter (PM 2.5)

$8,004,000 65 66 63 520$          528$          504$         

Annoyance due to traffic‐related noise

 N/A   N/A   N/A   N/A   N/A   N/A   N/A 

Myocardial infarction cases attributable to traffic‐related noise

$332,529 31 34 34 10$             11$             11$            

Avoidable injuries by severity attributable to vehicle‐pedestrian and vehicle‐cyclist collisions

Minor $16,008 575 615 587 9$               10$             9$              

Moderate $124,062 196 210 201 24$             26$             25$            

Serious $460,232 196 210 201 90$             97$             93$            

Severe $1,500,757 56 60 57 84$             90$             86$            

Critical $6,103,000 37 40 38 228$          243$          232$         

Fatal $8,004,000 20 21 20 158$          168$          160$         

Beneficial Effects Value:   Total 1,225$      1,305$      1,337$     

Mortality averted attributable to biking for active transportation

8,004,000$           23 25 26 184$          200$          208$         

Mortality averted attributable to walking  for active transportation

8,004,000$           130 138 141 1,041$       1,105$       1,129$      

Green: estimates of beneficial cost savings  from mortality averted from active transportation via 

walking and biking.

Health 

Outcome

Economic Value 

of Health 

Outcome ($2010)

Cases / Events Estimated Economic Value 

(Millions of $)

 

Estimated beneficial cost savings  from mortality averted  from active  transportation via walking and biking were 

slightly greater than the estimated adverse health costs in all scenarios, with an estimated $1.34 billion in 2015 RP, 

$1.31  billion  in  2015  BAU,  and  $1.23  billion  in  2005.    Beneficial  cost  savings  are  greatest  under  the  2015  RP 

scenario.  

Limitations 

This economic valuation of transportation‐related health effects has several important limitations.   

First,  this  economic  analysis  did  not  count  all  of  the  health  and  welfare  outcomes  attributable  to 

transportation. We did not quantify each health effect identified, (for example, asthma related to vehicle 

emissions  or  cognitive  impairment  due  to  noise)  and we  did  not  quantify  physical  activity  effects  on 

chronic disease morbidity. 

Second,  as  discussed  above,  we  could  not  identify  suitable  economic  values  for  each  health  effect 

quantified.  Specifically, we did not  identify published U.S.  values  for  the noise‐related health effect of 

subjective annoyance.  While valuation methods exist for noise and health outcomes based on studies in 

European countries, we could not find examples of economic values of noise‐related health effects in the 

U.S.  literature or examples of noise‐related health costs  in U.S. Cost‐benefit analysis.   We did not apply 

 

Technical Report: September 2011                        ‐ 73 ‐ 

Page 88: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

San Francisco Public Health Department                                                Health Impacts of Road Pricing in San Francisco, California 

Program on Health, Equity and Sustainability 

 

 

‐ 74 ‐                       Technical Report:  September 2011 

the  European  values  to  the  U.S.  population  in  the  interest  of  consistency  in  valuations  used  for  our 

economic analysis.   

Third, as with all economic valuations of health and welfare outcomes, this analysis has several general 

conceptual  limitations. The reasonability of placing a monetary price on health or  life and assessing the 

value of health to future generations is a topic of ongoing debate.108  

Finally,  the economic costs and benefits  should not be construed  to  represent a complete cost‐benefit 

analysis of the proposal.  For example, we did not consider the include the direct costs of transportation 

of the value of time spent or saved as a result of the pricing program. 

Page 89: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

Health Effects of Road Pricing in San Francisco, California                                                 San Francisco Public Health Department 

Program on Health, Equity and Sustainability 

 

Technical Report: September 2011                        ‐ 75 ‐ 

VI.  Recommendations  

Recommendations for Maximizing the Health Benefits of Road Pricing Policy 

This section provides recommendations for investments and strategies to support the success of road pricing and 

maximize its health benefits.  Identifying feasible and effective recommendations for policy or decision alternatives 

and mitigations  is a key part of  the HIA process.    In general,  road pricing as designed has moderate health and 

equity benefits relative to business as usual scenarios.   As the negative health consequences of road pricing are 

few,  the  following  recommendations are provided  for  investments and  strategies  that would  complement  road 

pricing as a health  improvement  strategy.   Further,  the HIA  findings provide direction with  respect  to  targeting 

policies and mitigations to specific locations to address potential adverse impacts and enhance health benefits. 

One of the specific benefits of road pricing is that it generates revenue that may be used to maintain and improve 

transportation  infrastructure.   An objective of  road pricing  is  to  reduce  the negative  impacts of private motor 

vehicles  on  the  transportation  system,  it  is  therefore  appropriate  that  revenues  from  road  pricing  be  used  to 

improve the quality and safety of transportation for transit and non‐motorized transportation users.   Many such 

investments can be leveraged for improving health.  

We  propose  the  following  recommendations  based  on  reviews  of  the  existing  interdisciplinary  literature  and 

consultation with experts  in  transportation, economics,  and environmental planning –  including  those who  are 

consultants on our study team.   SFDPH and other members of the research team have substantial experience  in 

formulating recommendations for transportation and land use policy base on experience with HIA and through the 

development  and  application  of  the  healthy  development measurement  tool  (HDMT;  www.thehdmt.org).    In 

formulating these recommendations, it was critical to include consideration of investments with particular benefits 

for transit‐dependent populations and neighborhoods that have been historically burdened by adverse impacts of 

the transportation system, because this new revenue can redress those injustices.  Our recommendations are not 

exhaustive, and further study could likely identify additional best practices.  

A  number  of  these  recommendations  are  already  under  consideration  by  the  SFCTA  as  programmatic 

improvements  or  mitigations  to  potentially  enhance  travel  options  or  mitigate/minimize  traffic  and  related 

environmental  impacts  as  part  of  a  comprehensive  program  and  investment  package.    Additionally,  these 

improvements – and  their potential  impact – have not been  identified at  this stage of  the SFCTA’s study of  the 

potential congestion pricing policy, nor were they included in the travel model outputs that informed this HIA.  The 

SFCTA travel model does not currently have the capacity to account fully for all expected  investments.   Similarly, 

this HIA has not prospectively modeled  any physical  environmental  changes  that may  result  from  road pricing 

revenue investments.  These investments could have significant independent health effects that could be assessed 

in a separate, future analysis. 

A  number  of  these  recommendations  are  consistent  with  and/or  would  support  other  ongoing,  inter‐agency 

efforts currently underway in the City and County of San Francisco. SFDPH is engaged with sister agencies in work 

to assess and address transportation system‐related health effects,  including the Citywide Pedestrian Safety Task 

Force and the Community Risk Reduction Plan to improve air quality.  Partnerships among City agencies, including 

SFDPH, would be used to help finalize any package of improvements to accompany the implementation of pricing.   

 

 

Page 90: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

San Francisco Public Health Department                                                Health Impacts of Road Pricing in San Francisco, California 

Program on Health, Equity and Sustainability 

 

 

‐ 76 ‐                       Technical Report:  September 2011 

Air Quality  

We  expect  that  the  road pricing  policy may moderate  air  pollution  increase  in  areas with  expected  growth  in 

vehicle air pollution emissions.   There are not cumulative negative air quality consequences requiring mitigation, 

however, augmenting the fee or extending the fee to other times may amplify these benefits ‐ specifically: 

Consider augmenting the fee on days with poor air quality (e.g. BAAQMD spare the air days).  

Consider augmenting the fee for vehicles with relatively greater pollutant emissions per passenger‐mile. 

 

Noise 

As discussed in the impact analysis section, we expect noise will modestly increase in all scenarios and this increase 

is likely to be greatest along transit corridors.  Following are recommendations to moderate these increases:  

Consider applying the fees to motorcycles.  

Consider augmenting the fee for the noisiest vehicles, including large commercial freight trucks.  

Consider road pricing investments in quieter transit vehicle or road surface technologies. 

Consider utilizing the fee to provide subsidies for residential acoustical protection along the noisiest 

thoroughfares. 

Active Transportation 

Pricing policies will result in shifts to transit and non‐motorized transport, increasing physical activity.  Augmenting 

the  fee or extending  the  fee  to other times may amplify these benefits.    Improvement strategies  for pedestrian 

safety and cyclist safety, cited below, would likely enhance the benefits of the policy on physical activity.  Specific 

recommendations for physical activity are:  

Consider using fees to augment cyclist – transit facilities/infrastructure to  improve active transportation 

connections, particularly for the western part of the city with the  lowest active transportation rates and 

the farthest distance to travel from downtown (e.g., secure bike parking near transit).109 

Consider  using  fees  in  support  of  employer‐based  transportation  demand management  programs  to 

incentivize commuting to work via walking, biking and public transit and decrease driving.110 

Adding street trees, public seating, pedestrian scale lighting, and enhancing public art on the sidewalks.111 

 

Page 91: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

Health Effects of Road Pricing in San Francisco, California                                                 San Francisco Public Health Department 

Program on Health, Equity and Sustainability 

 

Technical Report: September 2011                        ‐ 77 ‐ 

Pedestrian Safety  

Pricing  reduces  road  volume and  consequentially one of  the most  important determinants of  injury  frequency.  

Pricing  policies  also  will  result  in  shifts  to  transit  and  non‐motorized  transport,  increasing  the  number  of 

pedestrians exposed to hazards from motorized vehicles.   Reducing congestion may also  increase vehicle speeds 

on  local  roadways.   Policies and  investments  could  include enforcement and engineering  strategies  to mitigate 

these effects and improve safety for non‐motorized users.  

Specific recommendations include:   

Consider investing road pricing revenues in traffic safety enforcement within and at the edge of the 

congestion pricing zone, combined with media messages targeted at reducing hazardous driving 

behaviors.  

Consider investing road pricing revenues to implement pedestrian safety engineering strategies along 

identified high‐risk pedestrian corridors within and at the boundary of the congestion pricing zone – with 

particular attention to streets near senior centers, schools, health centers, and other key community 

facilities that attract vulnerable users. 

Based on the PEQI data analysis, South of Market is most in need of preventive and anticipatory 

environmental design for pedestrians.  Specific changes in SoMa and other high‐injury areas could 

include: 112 

Reducing the number of lanes or narrowing the roadway on multilane roads 

Adding traffic calming measures along high‐risk corridors and streets including: lane narrowing, signal 

timing, dynamic speed display signs, speed radar trailers, and street trees 

Adding mid‐block, signalized crossings on long blocks 

Extending signalized crossing times for pedestrians 

Adding curb‐extensions and median islands 

Installing high visibility crosswalks and advance yield lines 

Adding pedestrian‐scaled lighting 

Reducing and restricting curb cuts for motor vehicles 

Providing beacons or hybrid signals at key crossing locations 

Relocating bus stops to safe crossing locations 

Providing enhancements to traffic signals, such as leading pedestrian intervals, scramble phases, 

protected left turns, or prohibited right turns on red 

Further  target  pedestrian  safety  engineering  countermeasures  and  environmental  improvements  to  roadways, 

particularly arterials, outside  the  congestion pricing  zone with existing high numbers of pedestrian  injuries and 

fatalities  (see Figure 20) anticipated to experience additional traffic under 2015 BAU and/or 2015 RP conditions. 

Specific improvements to consider include:113  

Systematically installing pedestrian signals, crosswalks (high visibility crosswalks when warranted ) 

and bulb outs at key intersections along neighborhood commercial corridors 

Installing evenly‐lit pedestrian‐scaled lighting that makes pedestrians visible   

Reducing and restricting curb cuts for motor vehicles 

Adding directional curb ramps to all intersections 

 

Page 92: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

San Francisco Public Health Department                                                Health Impacts of Road Pricing in San Francisco, California 

Program on Health, Equity and Sustainability 

 

 

‐ 78 ‐                       Technical Report:  September 2011 

Cyclist Safety 

Pricing reduces road volumes and consequentially one of the most important determinants of injury frequency.  As 

stated  above,  pricing  policies  also will  results  in  shifts  to  transit  and  non‐motorized  transport,  increasing  the 

number of cyclists exposed  to hazards  from motorized vehicles.   Reducing congestion may also  increase vehicle 

speeds  on  local  roadways.    Policies  and  investments  could  include  enforcement  and  engineering  strategies  to 

mitigate  these  effects  and  improve  safety  for  non‐motorized  users.    In  existing  conditions,  cycling  and  cyclist 

injuries  have  been  increasing.    Revenue  investments  in  resurfacing  streets  commonly  used  by  cyclists  help  to 

reduce environmental hazards (e.g., uneven surfaces).  Specific recommendations for cyclist safety include:114 

Consider investing in engineering measures that reduce injury risks to cyclists from motor vehicle 

collisions – particularly on busy arterials with higher cyclist volumes or designated bike routes – 

including the traffic calming measures cited above and bike boxes at intersections. 

Consider investing in separated bikeways via parking or other physical buffers, particularly on busy 

arterials, truck routes, or transit routes with higher cyclist volumes 

Consider targeted enforcement efforts to keep bike facilities clear of motor vehicles and improve 

motorist and cyclist behavior/compliance 

 

Monitoring 

Monitoring the implementation of the policy, should it be implemented, is an important strategy for assessing its 

impacts  and  addressing  any unanticipated  effects  related  to  health  and  equity.    Specific  recommendations  for 

monitoring include: 

Monitoring indicators of the distribution of health, geographic, and other equity‐related effects, 

including:  local traffic volumes and speeds, pedestrian and cyclist injuries, noise complaints, cut‐

through traffic complaints, noise and air pollutant levels, pedestrian and cyclist volumes, use of policy 

discounts by low‐income and other identified populations, and other indicators as appropriate. 

 

                   

Page 93: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

Health Effects of Road Pricing in San Francisco, California                                                 San Francisco Public Health Department 

Program on Health, Equity and Sustainability 

 

Technical Report: September 2011                        ‐ 79 ‐ 

References                                                             1 WHO (World Health Organization). 2011. Health in the Green Economy: Transport Sector. Geneva, Switzerland: World Health Organization. Available at: www.who.int/hia/hgebrief_transp.pdf. 

2 Dora C, Phillips M. 2000. Transport, environment and health. Copenhagen, Denmark: World Health Organization Regional Office for Europe. 

Ewing R, Frank L, Kreutzer R. 2006. Understanding the Relationship between Public Health and the Built Environment: A Report to the LEED‐ND Core Committee.  Available at: www.usgbc.org/ShowFile.aspx?DocumentID=1736. 

HEI (Health Effects Institute). 2009. Traffic‐Related Air Pollution: A Critical Review of the Literature on Emissions, Exposure, and Health Effects. Special Report #17. Available at: pubs.healtheffects.org/view.php?id=306. 

Lucas K. 2004. Locating Transport as a Social Policy Problem. In: Lucas K Ed. Running on Empty: Transport, social exclusion, and environmental justice. Bristol, UK: Policy Press.  

USEPA (US Environmental Protection Agency). 2001. Our Built and Natural Environments: A technical review of the interactions between land use, transportation, and environmental quality.  Washington, DC: US Environmental Protection Agency. 

3 USGAO  (US General Accounting Office). 1999. Community Development: Extent of Federal Influence on Urban Sprawl is Unclear. GAO/RCED‐99‐87. Washington, DC: US General Accounting Office. Available at: www.gao.gov/archive/1999/rc99087.pdf. 

4 Leyden KM. 2003. Social capital and the built environment: the importance of walkable neighborhoods. American Journal of Public Health 93:1546‐1551. 

Transportation Research Board, Institute of Medicine of the National Academies: Committee on Physical Activity, Health, Transportation, and Land Use. 2005. Does the built environment influence physical activity? : examining the evidence. Special report 282. Washington, DC: Transportation Research Board.  

5 Beck L, Dellinger A, O’Neil M. 2007. Motor vehicle crash injury rates by mode of travel, United States: using exposure‐based methods to quantify differences. American Journal of Epidemiology 166(2): 212‐218. 

Pucher J, Dijkstra L. 2003. Promoting safe walking and cycling to improve public health: lessons from the Netherlands and Germany. American Journal of Public Health 93(9): 1509‐1516. 

6  Petritsch T, Landis B, McLeod P, Huang H, Challa S, Guttenplan M. 2005. Level‐of‐service model for pedestrians at signalized intersections. Transportation Research Record 1939: 55–62.  

Wier M, Weintraub J, Humphreys E, Seto E, Bhatia R.  2008. An area‐level model of vehicle‐pedestrian injury collisions with implications for land use and transportation planning.  Accident Analysis & Prevention 41: 137‐145. 

7  Zhou Y, Levy J. 2007. Factors influencing the spatial extent of mobile source air pollution impacts: a meta‐analysis. BMC Public Health 7(1): 89. 

8 HEI (Health Effects Institute). 2009. Traffic‐Related Air Pollution: A Critical Review of the Literature on Emissions, Exposure, and Health Effects. Special Report #17. Available at: pubs.healtheffects.org/view.php?id=306. 

Kim JJ, Huen K, Adams S, Smorodinsky S, Hoats A, Malig B, Lipsett M, Ostro B. 2008. Residential traffic and children's respiratory health. Environmental Health Perspectives 116(9): 1274‐1279. 

McConnell R, Islam T, Shankardass K, Jerrett M, Lurmann F, Gilliland F, Gauderman J, Avol E, Künzli N, Yao L, Peters J, Berhane K. 2010. Childhood incident asthma and traffic‐related air pollution at home and school. Environmental Health Perspectives 118(7): 1021‐1026. 

Page 94: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

San Francisco Public Health Department                                                Health Impacts of Road Pricing in San Francisco, California 

Program on Health, Equity and Sustainability 

 

 

‐ 80 ‐                       Technical Report:  September 2011 

                                                                                                                                                                                                9 Seto EY, Holt A, Rivard T, Bhatia R. 2007. Spatial distribution of traffic induced noise exposures in a US city: an analytic tool for assessing the health impacts of urban planning decisions. International Journal of Health Geography 6: 24. 

10 Miedema HM, Vos H. 1998. Exposure‐response relationships for transportation noise. Journal of the Acoustical Society of America 104: 3432‐3445. 

Shield BM, Dockrell JE. 2003. The effects of noise on children at school: a review.  Journal of Building Acoustics 10: 97‐106. 

Stansfeld SA, Matheson MP. 2003. Noise pollution: non‐auditory effects on health.  British Medical Bulletin 68: 243‐257.  

Babisch W. 2008. Road traffic noise and cardiovascular risk. Noise and Health 10: 27‐33. 

11 Gunier RB, Hertz A, Von Behren J, Reynolds P. 2003. Traffic density in California: socioeconomic and ethnic differences among potentially exposed children. Journal of Exposure Analysis and Environmental Epidemiology 13: 240‐246.   

Green RS, Smorodinsky S, Kim JJ, McLaughlin R, Ostro B. 2004. Proximity of California public schools to busy roads. Environ Health Perspectives 112: 61‐66. 

12 Cottrill CD, Thakuriah PV. 2010. Evaluating pedestrian crashes in areas with high low‐income or minority populations. Accident Analysis and Prevention 42(6): 1718‐1728. 

LaScala E, Gerber D, Gruenwald PJ. 2000. Demographic and environmental correlates of pedestrian injury collisions: a spatial analysis. Accident Analysis and Prevention 32(5): 651-658. 13 NCHRP (National Cooperative Highway Research Program). 2011. Road Pricing: Public Perceptions and Program Development. NCHRP Report 686. Washington, DC: Transportation Research Board.  Available at: ssti.us/wp/wp‐content/uploads/2011/08/nchrp_rpt_686.pdf. 

14 USDOT (US Department of Transportation – Federal Highway Administration). 2011. Road Pricing Defined.  Available at: www.fhwa.dot.gov/ipd/revenue/road_pricing/defined/index.htm. 

15  City of Stockholm. 2006. Facts and Results from the Stockholm Trials, First version – June 2006.  Available at: http://www.stockholmsforsoket.se/upload/The%20Stockholm%20Trial,%20facts%20and%20results_Expert%20Group%20Summary%20June%202006.pdf. 

Transport for London. 2007. Central London Congestion Charging: Impacts Monitoring. Fifth Annual Report, July 2007.  Available at:  www.tfl.gov.uk/roadusers/congestioncharging/6722.aspx.   

16 APHA (American Public Health Association). 2010.  Health Impact Assessment: A Tool to Promote Health in Transportation Policy. Available at: www.apha.org/NR/rdonlyres/AB3486EF‐CA7F‐4094‐AE6E‐6AE87C6C26FB/0/HIATranFACTshtfinal.pdf.  

17  Virginia Department of Transportation. 2010. Hot Lanes in the United States.  Available at: virginiahotlanes.com/documents/Transurban‐HOT‐Lanes‐in‐the‐US‐Fact‐Sheetv2.pdf. 

18 Congestion Pricing Vote Shot Down. 2008. Associated Press, Albany, New York. April 8, 2008.  

19 Schaller B. 2010. New York City’s congestion pricing experience and implications for road pricing acceptance in the United States. Transport Policy 17: 266‐273. Available at: www.nyc.gov/html/dot/downloads/pdf/schaller_paper_2010trb.pdf. 

20 Lovett K. 2011. Congestion pricing looks to hitch ride again with plan that could earn $1 billion for city. New York Daily News, September 18, 2011. Available at: http://www.nydailynews.com/ny_local/2011/09/18/2011‐09‐18_congestion_pricing_looks_to_hitch_ride_again.html#ixzz1Yb892IXl. 

21 BMI (Battelle Memorial Institute). 2010. Synthesis of Congestion Pricing‐Related Environmental Impact Analyses: Final Report. Washington, DC: USDOT, FHWA. Available at: ops.fhwa.dot.gov/publications/fhwahop11008/fhwahop11008.pdf. 

Page 95: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

Health Effects of Road Pricing in San Francisco, California                                                 San Francisco Public Health Department 

Program on Health, Equity and Sustainability 

 

Technical Report: September 2011                        ‐ 81 ‐ 

                                                                                                                                                                                                Chin ATH. 1996. Containing air pollution and traffic congestion: transport policy and the environment in Singapore. Atmospheric Environment 30(5): 787‐801. 

City of Stockholm. 2006. Facts and results from the Stockholm Trials, First version – June 2006.  Available at: http://www.stockholmsforsoket.se/upload/The%20Stockholm%20Trial,%20facts%20and%20results_Expert%20Group%20Summary%20June%202006.pdf. 

Transport for London. 2007. Central London Congestion Charging: Impacts Monitoring. Fifth Annual Report, July 2007.  Available at:  www.tfl.gov.uk/roadusers/congestioncharging/6722.aspx. 

22 SFCTA. 2010. San Francisco Mobility Access and Pricing Study. San Francisco County Transportation Authority: San Francisco, CA.   Available at:  www.sfmobility.com. 

23 SFCTA (San Francisco County Transportation Authority). 2010. San Francisco Mobility Access and Pricing Study. San Francisco County Transportation Authority, San Francisco, CA.   Available at:  www.sfmobility.com. 

24 SFCTA (San Francisco County Transportation Authority). 2010. San Francisco Mobility Access and Pricing Study. San Francisco County Transportation Authority, San Francisco, CA.   Available at:  www.sfmobility.com. 

25 SFCTA (San Francisco County Transportation Authority). 2010. Mobility, Access and Pricing Study Fact Sheet. San Francisco County Transportation Authority, San Francisco, CA.   Available at: www.sfcta.org/images/stories/Planning/CongestionPricingFeasibilityStudy/PDFs/MAPS_fact_sheet_111010.pdf. 

26 Kemm JR, Parry J, Palmer S. 2004. Health Impact Assessment: Concepts, Theory, Techniques, and Applications.  USA: Oxford University Press. 

27 North American HIA Practice Standards Working Group (Bhatia R, Branscomb J, Farhang L, Lee M, Orenstein M, Richardson M). 2010. Minimum Elements and Practice Standards for Health Impact Assessment, Version 2. Available at: www.sfphes.org/HIA_Tools/HIA_Practice_Standards.pdf. 

28 Moscovich JL. 2008. Congestion pricing is a solution for San Francisco. San Francisco Chronicle (San Francisco, Ca) 12 December. 

29 SFCTA (San Francisco County Transit Authority). 2010. San Francisco Mobility Access and Pricing Study. San Francisco, CA: San Francisco County Transportation Authority.   Available at:  www.sfmobility.com. 

30 Congressional Budget Office. 2009. Using Pricing to Reduce Traffic Congestion. Congressional Budget Office, March 2009. 

31 Environmental Defense Fund, National Association of City and County Health Officers, George Mason University. 2007. Are We Ready?  Preparing for the Public Health Challenges of Climate Change.  Available at: www.edf.org/documents/7846_AreWeReady_April2008.pdf.  

Lee C, Abdel‐Aty M. 2005. Comprehensive analysis of vehicle‐pedestrian crashes at intersections in Florida. Accident Analysis and Prevention 37: 775‐786. 

Miedema HME, Vos H. 1998. Exposure response for transportation. Journal of the Acoustical Society of America 104: 3432‐3445. 

USEPA (U.S. Environmental Protection Agency). 2001. Vehicle travel: Recent trends and environmental impacts. Our Built and Natural Environments: A Technical Review of the Interactions Between Land Use, Transportation, and Environmental Quality. Chapter 4. Washington, DC: U.S. Environmental Protection Agency. Available at: www.epa.gov/smartgrowth/pdf/built_chapter3.pdf. 

32 Appleyard D, Gerson MS, Lintell M. 1981. Livable streets. University of California Press, Berkeley, California. 

33 Frank LD, Sallis JF, Conway TL, Chapman JE, Saelens BE, Bachman W. 2006. Many pathways from land use to health: Associations between neighborhood walkability and active transportation, body mass index, and air quality. Journal of the American Planning Association 72(1): 75‐87. 

34 Besser LM, Dannenberg AL. 2005. Walking to public transit: Steps to help meeting physical activity recommendations.  American Journal of Preventative Medicine 29(4): 273‐280. 

Page 96: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

San Francisco Public Health Department                                                Health Impacts of Road Pricing in San Francisco, California 

Program on Health, Equity and Sustainability 

 

 

‐ 82 ‐                       Technical Report:  September 2011 

                                                                                                                                                                                                35 Braveman P, Gruskin S. 2003.  Defining equity in health. Journal of Epidemiology and Community Health 57: 254‐258. 

36 Bullard RD. 2004. The Anatomy of Transportation Racism. In: Bullard RD, Johnson GS, Torres AO, eds. Highway Robbery: Transportation Racism & New Routes to Equity. Cambridge, MA: South End Press. 15‐31. 

37 Bay Area Census, Association of Bay Area Governments and U.S. Census. 2000. Detailed Place‐to‐Place Commuting. Available at: www.bayareacensus.ca.gov/counties/SanFranciscoCounty.htm. 

38 EDF (Environmental Defense Fund), National Association of City and County Health Officers, George Mason University. 2007. Are We Ready?  Preparing for the Public Health Challenges of Climate Change.  Available at: www.edf.org/documents/7846_AreWeReady_April2008.pdf.   

39 SFCTA (San Francisco County Transit Authority). 2011. Modeling and Travel Forecasting. San Francisco, CA: SFCTA. Available at: www.sfcta.org/content/section/12/485/.  

40MTC (Metropolitan Transportation Commission). 2004. San Francisco Bay Area Travel Survey 2000 Regional Travel Characteristics Report: Volume I. MTC: Oakland, California.  

41 SFDPH (San Francisco County Transit Authority). 2011. Pedestrian Environmental Quality Index (PEQI).  San Francisco, CA: SFDPH. Available at: www.sfphes.org/HIA_Tools_PEQI.htm. 

42 Applied Geographic Solutions, Inc. Spring 2008 Update: Current Year Estimates. Methodology available at: www.appliedgeographic.com/library.html. 

Applied Geographic Solutions, Inc. Spring 2009 Update: Future Year Estimates. Methodology available at: www.appliedgeographic.com/library.html. 

43 CHP (California Highway Patrol), 2008. Accident Investigation Unit. Statewide Integrated Traffic Records System. Available at: www.chp.ca.gov/switrs/index.html. 

44 Bhatia R. 2011.  Health Impact Assessment: A guide for practice. In Press. 

45 San Francisco Planning Department.  2009. Eastern Neighborhoods Area Plans. Available at: sf‐planning.org/index.aspx?page=1673 

46 USEPA (U.S. Environmental Protection Agency). 2011. Clean Air Act.  U.S. Environmental Protection Agency: Washington, DC.  Available at: www.epa.gov/air/caa/. 

47 Zhou Y, Levy JI. 2007. Factors influencing the spatial extent of mobile source air pollution impacts: a meta‐analysis. BMC Public Health 89: 1‐11. 

Zhu Y, Hinds WC, Kim S, Shen S, Sioutas C. 2002. Study of ultra‐fine particles near a major highway with heavy‐duty diesel traffic. Atmospheric Environment 36: 4323‐4335. 

48 Weijers EP, Khlystov AY, Kos GPA, Erisman JW. 2004. Variability of particulate matter concentrations along roads and motorways determined by a moving measurement unit. Atmospheric Environment 38: 2993‐3002.  

49 Ross Z, Jerrett M, Ito K, Tempalski B, Thurston GD. 2007. A land use regression for predicting fine particulate matter concentrations in the New York City region. Atmospheric Environment 41: 2255‐2269.  

Moore DK, Jerrett M, Mack WJ, Kunzli N. 2007. A land use regression model for predicting ambient fine particulate matter across Los Angeles, CA. Journal of Environmental Monitoring  9: 246‐52. 

50 Delfino RJ. 2002.  Epidemiologic evidence for asthma and exposure to air toxics: linkages between occupational, indoor, and community air pollution research. Environmental Health Perspectives 110(S4): 573‐589. 

51 HEI (Health Effects Institute). 2009. Traffic‐Related Air Pollution: A Critical Review of the Literature on Emissions, Exposure, and Health Effects. Special Report #17. Available at: pubs.healtheffects.org/view.php?id=306. 

52 Brunekreef B, Janssen NA, de Hartog J, Harssema H, Knape M, van Vliet P. 1997. Air pollution from truck traffic and lung function in children living near motorways. Epidemiology 1997(8): 298‐303. 

Page 97: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

Health Effects of Road Pricing in San Francisco, California                                                 San Francisco Public Health Department 

Program on Health, Equity and Sustainability 

 

Technical Report: September 2011                        ‐ 83 ‐ 

                                                                                                                                                                                                53 Kim JJ, Smorodinsky S, Lipsett M, Singer BC, Hodgson AT, Ostro B. 2004. Traffic‐related air pollution and respiratory health: East Bay children’s respiratory health study. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine 170: 520‐526. 

Lin S, Munsie JP, Hwang SA, Fitzgerald E, Cayo MR. 2002. Childhood asthma hospitalization and residential exposure to state route traffic. Environmental Research 88: 73‐81. 

Venn AJ, Lewis SA, Cooper M, Hubbard R, Britton J. 2001. Living near a main road and the risk of wheezing illness in children. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine 164: 2177‐2180. 

54 English P, Neutra R, Scalf R, Sullivan M, Waller L, Zhu L. 1999. Examining associations between childhood asthma and traffic flow using a Geographic Information System. Environmental Health Perspectives 107(9): 761‐767. 

55 Gauderman WJ, Avol E, Lurmann F, Kuenzli N, Gilliland F, Peters J, McConnell R. 2005. Childhood asthma and exposure to traffic and nitrogen dioxide. Epidemiology 16(6): 737‐743. 

Jerrett M, Shankardass K, Berhane K, Gauderman WJ, Künzli N, Avol E, Gilliland F, Lurmann F, Molitor JN, Molitor JT, Thomas DC, Peters J, McConnell R. 2008. Traffic‐related air pollution and asthma onset in children: a prospective cohort study with individual exposure measurement. Environmental Health Perspectives 116(10): 1433‐1438. 

Kim JJ, Huen K, Adams S, Smorodinsky S, Hoats A, Malig B, Lipsett M, Ostro B. 2008. Residential traffic and children's respiratory health. Environmental Health Perspectives 116(9): 1274‐1279. 

McConnell R, Berhane K, Yao L, Jerrett M, Lurmann F, Gilliland F, Kunzli N, Gauderman J, Avol E, Thomas D, Peter J. 2006. Traffic, susceptibility, and childhood asthma. Environmental Health Perspectives 114: 766‐772. 

McConnell R, Islam T, Shankardass K, Jerrett M, Lurmann F, Gilliland F, Gauderman J, Avol E, Kuenzli N, Yao L, Peters J, Berhane K. 2010. Childhood incident asthma and traffic‐related air pollution at home and school. Environmental Health Perspectives 118(7): 1021‐1026. 

56 Hoffmann B, Moebus S, Mohlenkamp S, Stang A, Lehmann N, Dragano N, Schmermund A, Memmesheimer M, Mann K, Erbel R, Jockel KH, Heinz Nixdorf Recall Study Investigative Group. 2007. Residential exposure to traffic is associated with coronary atherosclerosis.  Circulation 116: 489‐496. 

Hoffmann B, Moebus S, Stang A, Beck EM, Dragano N, Mohlenkamp S, Schmermund A, Memmesheimer M, Mann K, Erbel R, Jockel KH, Heinz Nixdorf Recall Study Investigative Group. 2006. Residence close to high traffic and prevalence of coronary heart disease. European Heart Journal 27: 2696‐2702. 

57  USEPA (U.S. Environmental Protection Agency). 2011. EPA Clean Air Scientific Advisory Committee. Washington, DC: USEPA. Available at: yosemite.epa.gov/sab/sabpeople.nsf/WebCommittees/CASAC. 

58 Moore DK, Jerrett M, Mack WJ, Künzli N. 2007. A land use regression model for predicting ambient fine particulate matter across Los Angeles, CA. Journal of Environmental Monitoring 9(3): 246‐52. 

Ross Z, English PB, Scalf R, Gunier R, Smorodinsky S, Wall S, Jerrett M. 2006. Nitrogen dioxide prediction in Southern California using land use regression modeling: Potential for environmental health analyses. Journal of Exposure Science and Environmental Epidemiology 16(2): 106‐14. 

Ross Z, Jerrett M, Itoc K, Tempalskid B, Thurston GD. 2007. A land use regression for predicting fine particulate matter concentrations in the New York City region. Atmospheric Environment 41(11): 2255‐2269  

59 SFMTA (San Francisco Municipal Transit Authority). 2011. Muni Hybrid Buses. San Francisco, CA: SFMTA.  Available at: www.sfmta.com/cms/mfleet/hybrids.htm. 

60 Jerrett M, Burnett RT, Ma R, Pope CA 3rd, Krewski D, Newbold KB, Thurston G, Shi Y, Finkelstein N, Calle EE, Thun MJ. 2005. Spatial analysis of air pollution and mortality in Los Angeles. Epidemiology 16(6): 727‐736. 

61 Johan de Hartog J, Boogaard H, Nijland H, Hoek G. 2010. Do the health benefits of cycling outweigh the risks?. Environmental Health Perspectives 118(8): 1109‐1116. 

Page 98: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

San Francisco Public Health Department                                                Health Impacts of Road Pricing in San Francisco, California 

Program on Health, Equity and Sustainability 

 

 

‐ 84 ‐                       Technical Report:  September 2011 

                                                                                                                                                                                                62  Dora C, Phillips M. 2000. Transport, environment and health. Copenhagen, Denmark: World Health Organization Regional Office for Europe.  

Seto EY, Holt A, Rivard T, Bhatia R. 2007. Spatial distribution of traffic induced noise exposures in a US city: an analytic tool for assessing the health impacts of urban planning decisions. International Journal of Health Geography 6: 24. 

63 Passchier‐Vermeer W, Passchier WF. 2000. Noise exposure and public health. Environmental Health Perspectives 108: 123‐131.  

64  de Kluizenaar Y, Janssen SA, van Lenthe FJ, Miedema HM, Mackenbach JP. 2009. Long‐term road traffic noise exposure is associated with an increase in morning tiredness.  Acoustical Society of America 126: 626‐633. 

Passchier‐Vermeer W, Passchier WF. 2000. Noise Exposure and Public Health. Environmental Health Perspectives 108: 123‐131.  

65  Shield BM, Dockrell JE. 2003. The effects of noise on children at school: a review.  Journal of Building Acoustics 10: 97‐106. 

66  Babisch W. 2008. Road traffic noise and cardiovascular risk. Noise and Health 10: 27‐33. 

67 van Kempen EE, Kruize H, Boshuizen HC, Ameling CB, Staatsen BA, de Hollander AE. 2002. The association between noise exposure and blood pressure and ischemic heart disease: a meta‐analysis. Environmental Health Perspectives 110: 307‐317. 

68 Babisch W. 2008. Road traffic noise and cardiovascular risk. Noise and Health 10: 27‐33. 

69 Bodin T, Albin M, Ardö J, Stroh E, Ostergren PO, Björk J. 2009. Road traffic noise and hypertension: Results from a cross‐sectional public health survey in southern Sweden. Environmental Health 8: 38. 

70  WHO (World Health Organization). 1999. Guidelines for Community Noise.  Available at: www.who.int/docstore/peh/noise/guidelines2.html.  

71 Babisch W. 2008. Road traffic noise and cardiovascular risk. Noise and Health 10: 27‐33. 

Miedema H, Oudshoorn CGM. 2001. Annoyance from transportation noise: Relationships with exposure metrics DNL and DENL and their confidence intervals. Environmental Health Perspectives 109(4): 409‐416. 

72 Physical Activity Guidelines Advisory Committee. 2008. Physical Activity Guidelines Advisory Committee Report, 2008. Washington, DC: U.S. Department of Health and Human Services. 

73 WHO/Europe HEAT (Health Economic Assessment Tool). 2011. World Health Organization, Regional Office for Europe.  Available at:  http://www.heatwalkingcycling.org/index.php.   

74 Active Living Research Program. 2009. Active Transportation: Making the Link from Transportation to Physical Activity and Obesity.  Research Brief. Available at:   www.activelivingresearch.org/files/ALR_Brief_ActiveTransportation.pdf 

75 Transportation Research Board, Institute of Medicine of the National Academies: Committee on Physical Activity, Health, Transportation, and Land Use. 2005. Does the built environment influence physical activity?: examining the evidence. Special report 282. Washington, DC: Transportation Research Board.  

76 Frank LD, Schmid TL, Sallis JF, Chapman J, Saelens BE. 2005. Linking objectively measured physical activity with objectively measured urban form. American Journal of Preventive Medicine 28(282): 117‐125. 

Saelens BE, Handy SL. 2008. Built environment correlates of walking: A review. Medicine & Science in Sports & Exercise 40(7): S550‐S566. 

Transportation Research Board, Institute of Medicine of the National Academies: Committee on Physical Activity, Health, Transportation, and Land Use. 2005. Does the built environment influence physical activity?: examining the evidence. Special report 282. Washington, DC: Transportation Research Board.  

Page 99: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

Health Effects of Road Pricing in San Francisco, California                                                 San Francisco Public Health Department 

Program on Health, Equity and Sustainability 

 

Technical Report: September 2011                        ‐ 85 ‐ 

                                                                                                                                                                                                77 WHO/Europe Health Economic Assessment Tool (HEAT). 2011. World Health Organization, Regional Office for Europe.  Available at:  www.heatwalkingcycling.org/index.php. 

78 City of Stockholm. 2006. Facts and results from the Stockholm Trials, First version – June 2006.  Stockholm, Sweden: City of Stockholm. Available at: http://www.stockholmsforsoket.se/upload/The%20Stockholm%20Trial,%20facts%20and%20results_Expert%20Group%20Summary%20June%202006.pdf. 

Transport for London. 2007. Central London Congestion Charging: Impacts Monitoring. Fifth Annual Report, July 2007.  London, UK: Transport for London. Available at:  www.tfl.gov.uk/roadusers/congestioncharging/6722.aspx. 

79 Schoenborn CA, Stommel M. 2011. Adherence to the 2008 adult physical activity guidelines and mortality risk. American Journal of Preventative Medicine 40(5): 514‐521. 

80 WHO/Europe Health Economic Assessment Tool (HEAT). 2011. World Health Organization, Regional Office for Europe.  Available at:  http://www.heatwalkingcycling.org/index.php.   

81 Lee IM, Skerrett PJ. 2001. Physical activity and all‐cause mortality: what is the dose‐response relation? Medical Science Sports Exercise 33(6 Suppl):S459‐71; discussion S493‐4. 

Schoenborn CA, Stommel M. 2011. Adherence to the 2008 adult physical activity guidelines and mortality risk. American Journal of Preventative Medicine 40(5): 514‐521. 

82 NHTSA (National Highway Safesty Adminitaration). 2010.  Traffic Safety Facts. US DOT – Washington, DC: NHTSA. Available at: www‐nrd.nhtsa.dot.gov/Pubs/811394.pdf. 

83 Ewing R. 2006. Fatal and non‐fatal injuries. In: understanding the relationship between public health and the built environment: A report prepared for the LEED‐ND Core Committee.  Available at: www.activeliving.org/files/LEED_ND_report.pdf. 

Harwood D, Zegeer C, Lyon C, et al. 2008. NCHRP Web‐Only Document 129: Pedestrian Safety Prediction Methodology. National Cooperative Highway Research Program, Transportation Research Board, Washington, D.C. Available at: onlinepubs.trb.org/onlinepubs/nchrp/nchrp_w129p3.pdf. 

NHTSA (National Highway Traffic Safety Administration). 1999. Literature Review on Vehicle Travel Speeds and Pedestrian Injuries. Washington, DC: DOT HS 809 021. Available at:  http://www.nhtsa.gov/people/injury/research/pub/hs809012.html. 

Retting RA, Ferguson SA, McCartt AT. 2003. A review of evidence‐based traffic engineering measures designed to reduce pedestrian‐motor vehicle crashes. American Journal of Public Health 93(9): 1456‐63. 

84 Bhatia R, Wier M. 2011.  “Safety In Numbers” Re‐examined: Can we make valid or practical inferences from available evidence? Accident Analysis & Prevention 43(1): 235‐240. 

85 Brüde U, Larsson J. 1993. Models for predicting accidents at junctions where pedestrians and cyclists are involved. How well do they fit? Accident Analysis and Prevention 25(5): 499‐509. 

Geyer J, Raford N, Ragland D, Pham T. 2006. The continuing debate about Safety in Numbers – Data from Oakland, CA. TRB Annual Meeting CD‐ROM. 

Leden L. 2002. Pedestrian risk decrease with pedestrian flow. A case study based on data from signalized intersections in Hamilton, Ontario. Accident Analysis and Prevention 34: 457‐464. 

Lee C, Abdel‐Aty M. 2005. Comprehensive analysis of vehicle‐pedestrian crashes at intersections in Florida. Accident Analysis and Prevention 37: 775‐786. 

Loukaitou‐Sideris A, Ligget R, Sung HG. 2007.  Death on the crosswalk: A study of pedestrian‐automobile collisions in Los Angeles. Journal of Planning Education and Research 26: 338‐351. 

Lyon C, Persaud B. 2002. Pedestrian collision prediction models for urban intersections. Transportation Research Record 1818: 102‐107. 

Page 100: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

San Francisco Public Health Department                                                Health Impacts of Road Pricing in San Francisco, California 

Program on Health, Equity and Sustainability 

 

 

‐ 86 ‐                       Technical Report:  September 2011 

                                                                                                                                                                                                Wier M, Weintraub J, Humphreys EH, Seto E, Bhatia R. 2009. An area‐level model of vehicle‐pedestrian injury collisions with implications for land use and transportation planning. Accident Analysis and Prevention 41(1): 137‐145. 

86 Cottrill CD, Thakuriah PV. 2010. Evaluating pedestrian crashes in areas with high low‐income or minority populations. Accident Analysis and Prevention 42(6): 1718‐1728.  

87 Wier M, Weintraub J, Humphreys E, Seto E, Bhatia R. 2008. An area‐level model of vehicle‐pedestrian injury collisions with implications for land use and transportation planning.  Accident Analysis and Prevention 41(1): 137‐145. 

88 USDHHS (U.S. Department of Health and Human Services). 2000. Healthy People 2010: Understanding and Improving Health. 2nd ed. Washington, DC: U.S. Government Printing Office. 

89 Wier M, Weintraub J, Humphreys E, Seto E, Bhatia R.  2008. An area‐level model of vehicle‐pedestrian injury collisions with implications for land use and transportation planning.  Accident Analysis & Prevention 41(1): 137‐145. 

90 Wier M, Weintraub J, Humphreys E, Seto E, Bhatia R.  2008. An area‐level model of vehicle‐pedestrian injury collisions with implications for land use and transportation planning.  Accident Analysis & Prevention 41(1): 137‐145. 

91 Elvik R. 2009. The non‐linearity of risk and the promotion of environmentally sustainable transport. Accident Analysis and Prevention 41(4): 849‐855. 

92 Transport for London. 2007. Central London Congestion Charging: Impacts Monitoring. Fifth Annual Report, July 2007.  London, UK: Transport for London. Available at:  www.tfl.gov.uk/roadusers/congestioncharging/6722.aspx. 

93 Sciortino S, Vassar M, Radetsky M, Knudson MM. 2005. San Francisco pedestrian injury surveillance: mapping, under‐reporting, and injury severity in police and hospital records. Accident Analysis and Prevention 37(6): 1102‐1113. 

94  Richards DC. 2010. Relationship between Speed and Risk of Fatal Injury: Pedestrians and car occupants. Transportation research laboratory. Road safety web publication No. 16. London, UK: Department for Transport. Available at: www2.dft.gov.uk/pgr/roadsafety/research/rsrr/theme5/researchreport16/pdf/rswp116.pdf. 

95  Beck LF, Dellinger AM, O’Neil ME. 2007. Motor vehicle crash injury rates by mode of travel, United States: Using exposure‐based methods to quantify differences. American Journal of Epidemiology 166(2): 212‐218.  

96 Pucher J, Dijkstra L. 2003. Promoting safe walking and cycling to promote public health: lessons from the Netherlands and Germany. American Journal of Public Health 93(9): 1509–1516. 

97  Elvik R. 2009. The non‐linearity of risk and the promotion of environmentally sustainable transport. Accident Analysis and Prevention 41(4): 849‐855. 

98 SFMTA (San Francisco Municipal Transit Authority). 2010. City of San Francisco: 2010 Bicycle Count Report. San Francisco, California: SFMTA.  Available at: 128.121.89.101/cms/bhome/documents/City_of_San_Francisco_2010_Bicycle_Count_Report_edit12082010.pdf.  

99 Reynolds CC, Harris MA, Teschke K, Cripton PA, Winters M. 2009. The impact of transportation infrastructure on bicycling injuries and crashes: a review of the literature. Environmental Health 8: 47. 

100 Lopez D, Sunjaya DB, Chan S, Dicker RA. Using trauma center data to identify missed bicycle injuries and their associated costs.  In Press. 

101 Braveman P. 2006. Health disparities and health equity: concepts and measurement. Annual Review of Public Health 27: 167‐194. 

102 SFCTA (San Francisco County Transit Authority). 2010. Mobility, Access and Pricing Study Fact Sheet. San Francisco, CA: SFCTA.   Available at: www.sfcta.org/images/stories/Planning/CongestionPricingFeasibilityStudy/PDFs/MAPS_fact_sheet_111010.pdf. 

Page 101: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

Health Effects of Road Pricing in San Francisco, California                                                 San Francisco Public Health Department 

Program on Health, Equity and Sustainability 

 

Technical Report: September 2011                        ‐ 87 ‐ 

                                                                                                                                                                                                103  Brodin H, Hodge S. 2008. A guide to quantitative methods in Health Impact Assessment. Stockholm, Sweden: Swedish National Institute of Public Health.  Available at: www.fhi.se/PageFiles/6057/R2008‐41‐Quantitative‐Methods‐in‐HIA.pdf. 

USEPA (U.S. Environmental Protection Agency). 2000. Guidelines for Preparing Economic Analyses, Office of the Administrator. EPA‐240‐R‐00‐003. Washington, DC: U.S. EPA.  

104 Moore JL. 1995. Cost‐benefit analysis: Issues in its use in regulation. Washington DC: Congressional Research Service.  

Revesz RL. 1999. Environmental regulation, cost benefit analysis, and the discounting of human lives. Columbia Law Review 99: 941‐1017. 

105  USEPA (U.S. Environmental Protection Agency). 2000. Guidelines for Preparing Economic Analyses, Office of the Administrator. EPA‐240‐R‐00‐003. U.S. EPA: Washington, DC. 

106 Rice G, Hammitt J. 2005. Economic valuation of human benefits of controlling mercury emissions for U.S. coal fired power plants.  Boston, MA: Harvard Center for Risk Analysis.  

107 USDOT Memorandum on Treatment of the Economic Value of a Statistical Life in Departmental Analyses. Available at:  http://ostpxweb.dot.gov/policy/reports/080205.htm. 

108 Ackerman F, Heinzerling L. 2001.  If it exists, it’s getting bigger: revising the value of a statistical life. Global Development and Environment Institute, Working Paper No. 01‐06.  Medford, MA: Tufts University. 

109 University of North Carolina Highway Safety Research Center. 2011. Pedestrian and Bicycle Information Center. Available at:  www.bicyclinginfo.org. 

110 VTPI (Victoria Transport Policy Institute). 2011.  Transportation Demand Management Encyclopedia.  Victoria Transport Institute, Victoria, BC. Available at: www.vtpi.org/tdm/.  

111 San Francisco Planning Department. 2010. San Francisco Better Streets Plan. San Francisco, CA.  Available at: www.sf‐planning.org/ftp/BetterStreets/proposals.htm#Final_Plan. 

112 AASHTO. 2010.  The Highway Safety Manual. Available at: www.highwaysafetymanual.org/Pages/default.aspx. 

Ewing R. 1999. Traffic calming: State of the practice. Washington, DC: Institute of Transportation Engineers. 

TCRP/NCHRP Report 112/562: Improving Pedestrian Safety at Unsignalized Crossings. 2006.  Washington, DC: Transportation Research Board. Available at: onlinepubs.trb.org/onlinepubs/nchrp/nchrp_rpt_562.pdf.   

113 AASHTO. 2010.  The Highway Safety Manual. Available at: www.highwaysafetymanual.org/Pages/default.aspx. 

TCRP/NCHRP Report 112/562: Improving Pedestrian Safety at Unsignalized Crossings. 2006.  Transportation Research Board, Washington, DC. Available at: onlinepubs.trb.org/onlinepubs/nchrp/nchrp_rpt_562.pdf.   

114 University of North Carolina Highway Safety Research Center. 2011. Pedestrian and Bicycle Information Center. Available at:  www.bicyclinginfo.org. 

Page 102: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

Appendix A.  Methods: Population Exposure Assignment for Air Quality and Noise Impacts Estimation  Summary:  The evaluation of exposure to air and noise pollution depends on the location of the source of emission as well as  the  location of  the population.   The  following  figure and  summary provide an overview  of  the methods we  used  to  estimate  the  residential  population  and  residential  population exposure for the air quality and noise HIA analyses.    

 AERMOD:  U.S. Environmental Protection Agency recommended air quality modeling, further described in Appendix B.i TNM:    Traffic  Noise  Model  (TNM  from  the  Federal  Highway  Administration,  further  described  in Appendix C.ii  

i  Additional information available at: www.epa.gov/ttn/scram/dispersion_prefrec.htm#aermod. ii  Additional information available at: www.fhwa.dot.gov/environment/noise/traffic_noise_model/tnm_v25/.

Page 103: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

Appendix A.  Methods: Population Exposure Assignment for Air Quality and Noise Impacts Estimation  1)  Population Estimation Methods 

Residential  population  at  the  Transportation Analysis  Zone  (TAZ)  level  (as  detailed  in  Table  2  of  the 

report) was  assigned  to  each  residential  land  parcel  in  San  Francisco  based  on  an  estimate  of  total 

relative building floor area (area of parcel x average height of buildings) using the following formula: 

   

 Population of residential land parcel (A) = (B*C)/D  

Where: 

         A = Population of residential land parcel  

         B = TAZ residential population 

         C = Building Floor Area estimate of residential land parcel 

         D = Total Building Floor of all residential land parcels in the specified TAZ 

 Residential  land parcels were defined as parcels with a specified  land use of residential or mixed  land use  (residential/commercial).   For residential parcels, the entire parcel building floor area was used to calculate residential density.  For mixed land use, we assume residential housing started on the second floor of the building.  Land use information was obtained from the San Francisco Planning Department, based  on  data  from  the  San  Francisco  Assessors  Office  and  Department  of  Building  Inspections.  Additionally, residential building footprints were provided for the Presidio by Presidio GIS, Fort Mason by  the  Golden  Gate  National  Recreation  Area,  and  Treasure  Island/Yerba  Buena  by  Treasure  Island Development Authority.  For data not available on a TAZ  level, proportions for race and age categories were derived from 2008 

population and 2014 estimates (as specified in Table 2 of the report) and applied to the TAZ level data.  

 2)  Air Quality and Noise Exposure Estimation   As detailed in the Figure above, in a parallel process we estimated exposure levels to traffic‐related air 

pollution (fine particulate matter, PM 2.5) and traffic‐related noise levels (as detailed in Appendix B and 

C) under  the  three  study  scenarios  (2005, 2015 BAU, 2015 RP) and assigned  the maximum exposure 

level to the population in the corresponding residential parcel.  This use of maximum exposure tends to 

overestimate health  impacts, which  is consistent with providing a health‐protective margin of safety  in 

impacts estimation.  Additionally, the HIA describes relative estimated changes in health impacts across 

the three scenarios – estimates in each of the scenarios based on the same assumptions.  Appendices B 

and C provide more information regarding the specific methods used to estimate health impacts. 

 

Page 104: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

Appendix B.  Methods:   Traffic‐Attributable Fine Particulate Matter (PM2.5) Exposure and Premature Mortality   Summary:    We  estimated  traffic‐attributable  ambient  fine  particulate  matter  (PM2.5) 

concentrations  for  the City and County of San Francisco  for each of  the  three study scenarios 

assigning exposure to the population at the  level of the residential parcel.   We then estimated 

excess  traffic‐attributable  PM  2.5 mortality  for  each  scenario  utilizing  residential  populations 

and  exposure  data,  exposure‐response  functions  derived  from  well‐designed  epidemiologic 

studies, and current mortality incidence data for the City and County of San Francisco.   

 

1. Estimation of Traffic‐Attributable Ambient PM2.5  We estimated traffic‐attributable PM2.5 concentrations for the three study scenarios (2005, 2015 BAU, 2015 RP) using the AERMOD air pollution dispersion model.a  Model inputs included traffic volume data, speed, vehicle emissions, and meteorology. Traffic volume (annual average hourly) and  speed  data  at  the  street  segment  level were  estimated  using  the  San  Francisco  County Transportation Authority’s  SF‐CHAMP model  (See  Table  2  of  the  final  report).   We  used  the California Air Resources Board EMFAC 2007b model to estimate PM2.5 emissions in grams/mile.  One  year  of  hourly meteorological  data  (2008) was  obtained  from  the  Bay  Area  Air Quality Management District.  The dispersion model estimated ambient concentrations city wide.   2. Health Impact Predictive Function A  typical  health  impact  predictive  function  has  four  components:  1)  an  effect  estimate  or exposure‐response function from an epidemiological or toxicological study; 2) an estimate for an exposure  or  exposure  change;  3)  a  baseline  incidence  rate  for  the  health  effect;  and  4)  an estimate of the size of the population affected by exposure.  Based on the population exposure estimated  in each  study  scenario, we  calculated excess  traffic‐attributable PM2.5 mortality  for each exposure category using the following equation.   

Attributable Deaths = (e(‐β*δ PM2.5) – 1) * I O* Pexp   Where: e(‐β*δ PM2.5)  = an estimate of the relative risk of the incidence of mortality in a population exposed to a particular increment of PM2.5  above background levels  β = coefficient of PM2.5 parameter in regression model δ PM2.5 =  traffic attributable ambient concentration of PM2.5 I O = crude mortality incidence rate   Pexp is the size of the population (> 30 years old) experiencing a change in exposure  3. Population Exposure to Traffic‐Attributable Ambient PM2.5  We assigned the modeled PM2.5 exposure to each parcel using the maximum modeled ambient exposure concentration at the parcel.  We created discrete exposure categories for the range of traffic attributable PM2.5 concentration citywide.   We estimated  residential population data at the parcel  level  (estimated as detailed  in Appendix A)  to estimate  the population exposed at each exposure category.     

Page 105: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

Appendix B.  Methods:   Traffic‐Attributable Fine Particulate Matter (PM2.5) Exposure and Premature Mortality  4. Baseline Disease and Mortality Incidence We utilized all‐cause mortality incidence data provided for the City and County of San Francisco by the California Department of Public Health.   5.  Exposure Response Function The relationship between  long term community‐level PM2.5 exposures over multiple years and community‐level  annual  mortality  rates  has  been  examined  in  several  well‐designed,  peer‐reviewed prospective cohort studies. These studies, conducted  in  the U.S. general population, report  consistent  statistically  significant associations between PM2.5 and premature mortality. Three seminal studies based on two large general population cohorts (American Cancer Society and Harvard Six Cities) are summarized in the table below.  The study by Jerrett et al (2005) re‐analyzed the American Cancer Society cohort using a different approach to exposure assignment and a subset of a cohort in Los Angeles, California.  Key Cohort Studies of Long Term Exposure to PM2.5 and Mortality  

Cohort/ Publication  Population  RR per 10 ug/m3 PM2.5 (95% Confidence Interval) 

American Cancer Society Pope (2002)c 

USA, 51 cities Adults, Age > 30 years 

1.06  (1.02‐1.11) 

Harvard Six Cities  Laden (2006)d 

USA, Multiple Cities General Population 

1.16  (1.07, 1.26) 

American Cancer Society Jerrett (2005)e 

USA, Los Angeles Large Cohort (valid for comparison with large samples of U.S. Population) 

1.17  (1.05 ‐1.30) 

 In developing exposure  response  functions  for  regulatory health  impact  assessment,  the U.S. Environmental Protection Agency relies on the American Cancer Society  (ACS) cohortf and the Harvard  Six  Cities  cohort,g  because  of  their  geographic  scope  and  their  extensive reexamination.h    Lower  risk estimates  from  the ACS  cohort may be due  to higher population socio‐economic status or exposure misclassification from retrospective exposure assessments.i  In the re‐analysis by Jerrett et al. (2005) of an ACS subpopulation in Los Angeles, more spatially refined  intra‐regional  exposure  data  may  have  reduced  such  exposure  misclassification, potentially explaining a higher central relative risk estimate of 1.17 in the same population.    Brunelle‐Yeung et al  conclude  that a RR=1.01 per 1μg/m3 PM2.5  (1%  increase  in mortality per 1μg/m3 of  long‐term PM2.5)  represents  a  central estimate of  the exposure  response  function based upon the epidemiologic literature.  j  This exposure response function also represents the average of the individual estimates provided by 12 experts.k  We utilized this exposure response function (RR=1.01 per 1μg/m3 PM2.5) in our health impact prediction equation.   

Page 106: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

Appendix B.  Methods:   Traffic‐Attributable Fine Particulate Matter (PM2.5) Exposure and Premature Mortality   REFERENCES 

a AERMOD Modeling System. 2011.  Washington, DC: U.S. Environmental Protection Agency.  

Available at:  www.epa.gov/ttn/scram/dispersion_prefrec.htm#aermod. b EMission FACtors 2007 model (EMFAC 2007). 2010.  California Air Resources Board.  Available at: www.arb.ca.gov/msei/onroad/latest_version.htm. c  Pope  CA,  Burnett  RT,  et  al.  2002.  Lung  cancer,  cardiopulmonary mortality,  and  long‐term exposure  to  fine  particulate  air  pollution.  Journal  of  the  American Medical  Association  287: 1132‐1141. d Jerrett M, Burnett RT, et al. 2005. Spatial analysis of air pollution and mortality in Los Angeles. Epidemiology 16: 727‐736. e Laden F, Schwartz J, et al. 2006. Reduction in fine particulate air pollution and mortality: Extended follow‐up of the Harvard Six Cities study. American Journal of Respiratory Critical Care Medicine 173: 667‐672. f  Pope  CA,  Burnett  RT,  et  al.  2002.  Lung  cancer,  cardiopulmonary mortality,  and  long‐term exposure  to  fine  particulate  air  pollution.  Journal  of  the  American Medical  Association  287: 1132‐1141. g Jerrett M, Burnett RT, et al. 2005. Spatial analysis of air pollution and mortality in Los Angeles. Epidemiology 16: 727‐736. h  Industrial  Economics.  2010.  Health  and Welfare  Benefits  Analyses  to  Support  the  Second Section  812  Benefit‐Cost  Analysis  of  the  Clean  Air  Act. Washington,  DC:  U.S.  Environmental Protection Agency. i Brunelle‐Yeung E, Masek T, Rojo JJ, Levy JI, Arunachalam S, Miller SM, Barrett SRH, Kuhn SR, Waitz IA. Methods for assessing the impact of aviation environmental policies on public health. Transport Policy In Press. j Brunelle‐Yeung E, Masek T, Rojo JJ, Levy JI, Arunachalam S, Miller SM, Barrett SRH, Kuhn SR, Waitz IA. Methods for assessing the impact of aviation environmental policies on public health. Transport Policy In Press. k  Industrial  Economics.  2006.  Expanded  Expert  Judgment  Assessment  of  the  Concentration‐Response Relationship between PM2.5 Exposure and Mortality Final Report. Washington, DC: U.S. Environmental Protection Agency. Available at: www.epa.gov/ttn/ecas/regdata/ Uncertainty/pm_ee_report.pdf. 

Page 107: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

Appendix C.  Methods:  Road Traffic Noise and Noise‐related Annoyance and Myocardial Infarction  Summary:  We estimated sound levels for the City and County of San Francisco for the three scenarios 

and  assigned modeled  ambient  sound  levels  to  residential  parcels.   We  then  estimated  population 

exposure  levels  to  ambient  sound based on  the  estimated number of  residents of  each  parcel.   We 

estimated  changes  in  noise‐related  annoyance  (defined  below)  using  a  well‐established  exposure‐

response  function based on data pooled  from  international  studies.   We estimated noise‐attributable 

cases  of myocardial  infarction  using  an  exposure  response  function  derived  from  a meta‐analysis  of 

studies along with baseline myocardial infarction incidence rates for San Francisco, California.   

 1. Estimation of Ambient Sound Levels We estimated 24‐hour (Ldn) and daytime (Lday) ambient sound levels for the three study scenarios using the FHWA’s traffic noise model.a,b   Model  inputs  included traffic volumes by time of day, vehicle type (car, truck), and traffic speeds (described in Table 2).  Traffic also includes existing and future estimates of bus  volumes.   We  assigned proportion of  trucks  that were heavy  versus medium  trucks based on neighborhood‐level estimates on arterial versus non‐arterial streets using aerial photography.c    2. Estimation of Population Exposure  We used the residential population data at the parcel  level  (estimated as detailed  in Appendix A) and assigned the modeled noise level exposure to each parcel using the maximum modeled noise exposure level within 25 meters of the parcel.    3. Health Impact Prediction Functions  a) Noise Annoyance  Noise  annoyance  is  defined  as  “a  feeling  of  resentment,  displeasure,  discomfort,  dissatisfaction,  or offense when noise interferes with someone's thoughts, feelings, or actual activities.”d  Miedema (2001) pooled 45  international studies relating 24 hour noise  levels and self‐rated noise annoyance and used these  pooled  data  to  develop  exposure  response  functions  for  annoyance  from  road,  railroad,  and aviation noise.e   The polynomial equation below estimates the proportion of the population reporting high  levels  of  noise  annoyance  based  on  the  24‐hour  sound  level  (Ldn)  for  road  traffic  noise.    This function applies to a range of exposure from 42 dBA to 75 dBA. 

42538.04210523.14210994.9% 2234 dndndn LLLHA  

Using  this  function, we estimated  the proportion of  residents expected  to be highly annoyed  for 1dB sound level increments from 42dBA to 75dBA. We then multiplied these proportions by the number of people in each exposure category. The population exposed to noise levels above 75 dBA was assigned to the 75 dBA exposure category.   b) Myocardial Infarction  Babich  (2008) pooled data  from  four well‐designed  studies on noise and  the  incidence of myocardial infarction (MI) to derive an exposure‐response curve for MI incidence and daytime residential noise.f  A polynomial function was fit to the pooled data for noise levels between 55‐ 80 dBA:  

OR = 1.629657 – 0.000613*(Lday)2 + 0.000007357*(Lday)

3  

Page 108: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

Appendix C.  Methods:  Road Traffic Noise and Noise‐related Annoyance and Myocardial Infarction 

We used  this exposure‐response  function  to estimate  the ORi  for MI  incidence  for 1 dBA  sound  level increments  from  55  dBA  to  80  dBA. We  then  estimated  the  relative  risk  of MI  incidence  for  each increment (RRi) using the following standard formula:  

RR= OR/[1 + PMI *(OR ‐1)]  Where  PMI = 0.00182 (the baseline incidence of MI)  We obtained baseline prevalence of myocardial infarction from a California Department of Public Health analysis  of  hospitalization  discharge  data  reported  to  the  Office  of  Statewide  Health  Planning  and Development  (OSHPD).g    Data  are  collected  from  every  licensed  acute  care  hospital  in  California, excluding federal hospitals. We then estimated the fraction of MI cases attributable to noise exposure under  each  scenario  using  the  standard  formula  for  calculating  attributable  fractions  for  multiple category exposure.h,i   

AFq = (Rq – 1) / Rq  Where Rq= ∑i (qi RRi) and qi is the proportion of the population exposed at each exposure level.  Finally, to estimate the annual number of traffic noise‐attributable MI cases, we multiplied the attributable fraction for each scenario by the product of the estimated population older than 30 years and the baseline MI incidence rate.   REFERENCES 

a Federal Highway Administration Traffic Noise Model, Version 2.5: Look‐Up Tables User’s Guide. 2004. USDOT, FHWA.  Available at:  http://www.fhwa.dot.gov/environment/noise/traffic_noise_model/tnm_v25_lookup/25lookup.pdf b Seto E, Holt A, Rivard T, Bhatia R. 2007. Spatial Distribution of Traffic Induced Noise Exposures in a U.S. City: an Analytic Tool for Assessing the Health Impacts of Urban Planning Decisions. International Journal of Health Geographics 6:24. c Holt A, Seto E, Rivard T, Gong P. 2009. Object‐based Detection and Classification of Vehicles from High‐resolution Aerial Photography. Photogrammetric Engineering & Remote Sensing 75:7. d Passchier‐Vermeer W, Passchier WF.  2000. Noise Exposure and Public Health.  Environmental Health Perspectives 108:123‐131. e Miedema HM, Oudshoorn CG. 2001. Annoyance from transportation noise: relationships with exposure metrics DNL and DENL and their confidence intervals. Environ Health Perspectives  109(4):409‐16. f Babisch W. 2008. Road Traffic Noise and Cardiovascular Risk. Noise and Health 10:27‐33. g  California Department of Public Health.  Heart Attack (Myocardial Infarction) Data Query.  Available at:  http://www.ehib.org/page.jsp?page_key=126.

 

Page 109: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

Appendix D.  Methods:  Active Transportation and Lives Saved from Walking and Cycling  Walk and Bike Trips and Times by Age:   We used existing and future conditions data from the 

SFCTA  model  to  assess  walk  and  bike  trips  and  trip  times  made  by  residents  living  in  12 

geographic districts in San Francisco (the smallest reliable level of aggregation used to estimate 

walk and bike trips in the SFCTA’s transportation analyses).  We used data for existing and future 

conditions for area‐level resident population and age as detailed  in Table 2 of the final report.  

As depicted in the map below, we collapsed the 12 districts into three districts, defined with by 

their geographic  location  relative  to  the  road pricing  zone under  study  (depicted with a blue 

boundary on the map).  The three zones are “In the Zone,” turquoise, comprised of the districts 

mostly  in  the  cordon  zone;  “On  the  Fringe,”  yellow/mustard,  comprised  of  the  districts  just 

outside of  the  cordon  zone;  and  the  “Outer Districts,” pink,  representing  those  farther  away 

from the cordon zone. 

 

 Data were available on trip making and travel mode by district of residence but not by age in 

San Francisco, so we estimated trip making and transportation mode by age based on the Bay 

Area Travel Survey data (2000), assuming the proportion making trips and transportation mode 

by age were similar across the Bay Area region.a

 Lives Saved Due to Changes in Cycling and Walking:  We used the WHO/Europe Health Economic Assessment Tool (HEAT) to estimate the number of lives saved to walking and cycling under the three study scenarios, which is readily available online. b

 We  used  the  trip  and  trip  time  estimates  by  age  described  above  for  residents  in  the  three districts along with the annual death rate for San Francisco residents aged 25‐64 (267/100,000 residents) as  inputs  into  the  tool, which estimates annual  lives  saved  from walking or  cycling based on relative risk estimates applied to a population achieving a specified amount of annual physical activity  from walking or cycling.   For walking,  the HEAT  tool estimate  is based on an epidemiologic  meta‐analysis  which  found  a  relative  risk  estimate  of  0.78  (95%  confidence interval: 0.64‐0.98)  for a walking exposure of 29 minutes seven days a week.   For cycling,  the HEAT  tool  is based on  the  relative  risk data  from  three combined Copenhagen cohort  studies which found a relative risk of all‐cause mortality of 0.72 among regular commuter cyclists aged 

Page 110: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

Appendix D.  Methods:  Active Transportation and Lives Saved from Walking and Cycling 

20‐60 years relative to the general population after controlling for socioeconomic variables (age, sex, smoking etc.) as well as for leisure time physical activity.   REFERENCES 

a Metropolitan Transportation Commission. 2004. San Francisco Bay Area Travel Survey 2000 Regional Travel Characteristics Report. Oakland, CA. b WHO/Europe Health Economic Assessment Tool (HEAT). 2011. World Health Organization, Regional Office for Europe.  Available at:  http://www.heatwalkingcycling.org/index.php.  

Page 111: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

Appendix E.  Methods:  Vehicle‐Pedestrian Injury Collision Impacts 

Summary:  We estimated census‐tract level changes in vehicle‐pedestrian injury collisions using 

a  multivariate,  linear,  area‐level  regression  model  to  predict  the  natural  log  of  vehicle‐

pedestrian injury collisions in San Francisco census tracts.   

 

1.  2005 Conditions: Vehicle‐Pedestrian Injury Collisions at the Census‐Tract Level 

We estimated census‐tract level collisions for 2005 baseline conditions based on the average of 

actual  reported  collisions  for  a  five‐year  period  (2001‐2005)  in  an  effort  to  reduce  statistical 

anomalies  including  regression  to  the  mean.    We  used  collision  data  from  the  Statewide 

Integrated Traffic Records System  (SWITRS) which contains data on  reported vehicle collisions 

on  public  roadways  and  is  maintained  by  the  California  Highway  Patrol.    SWITRS  vehicle‐

pedestrian  injury  collision  data were  imported  into  ArcGIS  (version  9.2;  ESRI  Inc.,  Redlands, 

California, USA) and geocoded to the intersection of the reported primary and secondary streets 

(exact street address is not collected).  We used a spatial join to assign vehicle‐pedestrian injury 

collisions  to one of  the 176 census  tracts  in San Francisco.   We excluded non‐injury collisions 

which are reported as “Property Damage Only”.   We  included collisions resulting  in pedestrian 

injuries and/or fatalities, hereafter referred to as “vehicle‐pedestrian injury collisions”.   

 

2. 2015  Conditions  (Business  As  Usual  (BAU),  Road  Pricing  (RP)):    Estimating  Changes  in 

Vehicle‐Pedestrian Injury Collisions at the Census‐Tract Level 

 

The  San  Francisco  Department  of  Public  Health  developed  a  census‐tract  level  model  of 

pedestrian injury collision frequency as a function of aggregate traffic volume (log‐transformed), 

street, land use and population characteristics.  The model predicts over 70% of the variation in 

vehicle‐pedestrian  injury  collision  in San Francisco  census  tracts and  is published  in  the peer‐

reviewed scientific journal Accident Analysis & Prevention. a   

 

We used  this multivariate,  linear, area‐level  (census  tract)  regression model developed  in San 

Francisco to estimate future changes in vehicle‐pedestrian injury collisions.  The model predicts 

census tract level vehicle‐pedestrian injury collision counts (log‐transformed) using the following 

equation, where b0  is a constant and ∑biXi are significant area‐level model predictors  including 

traffic volume (log‐transformed), proportion arterial streets (without surface transit), proportion 

of zoning that is neighborhood commercial or residential neighborhood commercial, number of 

employees  (log‐transformed),  number  of  residents,  land  area,  proportion  of  the  population 

living below poverty, and proportion of the population aged 65 and older.   

 

ln(Ped Injury Collisions) = b0 + ∑biXi 

 

Notably,  several  significant model  predictors  are  potential  proxies  for  pedestrian  exposure: 

employee  and  residential  populations,  the  proportion  of  land  area  zoned  neighborhood 

commercial  or  residential‐neighborhood  commercial  (a  pedestrian  attractor),  and  the 

proportion  of  people  living  in  poverty  (who  are  often  more  dependent  on  walking  for 

transportation).    

Page 112: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

Appendix E.  Methods:  Vehicle‐Pedestrian Injury Collision Impacts 

 

We  used  the model  to  estimate  2005,  2015  BAU,  and  2015  RP  conditions,  changing model 

parameters  based  on  estimated  changes  for  those  years  in  census‐tract  level  traffic  volume, 

number of residents and employees, proportion of the population aged over 65 and proportion 

low  income.    Data  for  model  covariates  were  obtained  from  the  San  Francisco  County 

Transportation Authority  and  census‐based  estimates  and  planning  projections  from  the  City 

and County of San Francisco and are further detailed in Table 2 of the final report.  We used the 

model predictions to calculate percent change in collisions from 2005 – 2015 BAU, 2005 – 2015 

RP, and 2015 BAU – 2015 RP, and applied those percentages to the above 2005 conditions data 

to estimate absolute changes in vehicle‐pedestrian injury collisions at the census tract level. 

 REFERENCES  

a Wier M, Weintraub J, Humphreys EH, Seto E, Bhatia R. An area‐level model of vehicle‐pedestrian injury collisions with implications for land use and transportation planning. Accident Analysis & Prevention. 2009 Jan;41(1):137‐45. 

Page 113: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

Appendix F.  Methods and Analyses:  Pedestrian Environmental Quality Index (PEQI) 

Summary:  In response to community concerns regarding a lack of data on the pedestrian environment, the San Francisco Department of Public Health’s Program on Health, Equity and Sustainability developed the  Pedestrian  Environmental  Quality  Index  (PEQI)  to  assess  the  quality  of  the  physical  pedestrian environment and  inform pedestrian planning needs.   The PEQI draws on published research and work from  numerous  cities  to  assess  the  physical  environment,  focusing  on  factors  that  impact whether people walk  and  the  safety of  the pedestrian  environment  in  a neighborhood.  The  goal of  the  PEQI analysis is to examine walkability factors, to evaluate the existing quality of the pedestrian environment and to identify potential improvements during land use and transportation planning.   

Methods  The PEQI  is an observational survey which quantifies street and  intersection factors empirically known to affect people’s travel behaviors, and is organized into five categories: traffic, street design, land use, intersections, and safety.   Within these categories are 30  indicators that reflect the quality of the built environment for pedestrians and comprise the survey used for data collection.  SFDPH aggregates these indicators  to  create  a  weighted  summary  index,  which  can  be  reported  as  an  overall  index  or deconstructed  by  pedestrian  environmental  category  (see  the  following  Table)  or  even  by  each indicator.   Additional  information regarding the PEQI,  including a detailed methods report, and a data collection manual, the data collection form, and customize database, can be accessed online.i    Table.  PEQI Indicators by Pedestrian Environmental Category 

 

Intersection Safety 

Traffic  Street Design  Perceived Safety  Land Use 

Crosswalks 

Ladder crosswalk 

Countdown signal 

Signal at intersection 

Crossing speed 

Crosswalk scramble 

No turn on red 

Traffic calming features 

Additional signs for pedestrians 

Number of vehicle lanes 

Two‐way traffic 

Vehicle speed 

Traffic volume 

Traffic calming features 

Width of sidewalk 

Sidewalk impediments 

Large sidewalk obstructions 

Presence of curb 

Driveway cuts 

Trees 

Planters/gardens 

Public seating 

Presence of a buffer 

Illegal graffiti  

Litter 

Lighting 

Construction sites 

Abandoned buildings 

Public art/historic sites 

Restaurant and retail use 

  The PEQI data are primarily collected with an observational surveyii based upon the visual assessment of street segments and intersections by a trained observer. A survey form is completed for each individual intersection and street segment (i.e., the segment of a street between two intersections).  One indicator 

Page 114: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

Appendix F.  Methods and Analyses:  Pedestrian Environmental Quality Index (PEQI) 

– traffic volume –  is not collected on the survey.   For this variable SFDPH uses existing street segment traffic counts from the SFCTA’s SFCHAMP model.  After  data  are  collected  for  all  desired  streets  and  intersections,  the  PEQI  data  are  entered  into  a database so that indicator responses can be converted into numeric values and then scored.  Once data entry  is complete, a series of programs applies weights to each  indicator response, and calculates the PEQI summary scores for Street Segments and Intersections.  

Indicator  scores  for  each  indicator  category  were  created  based  on  a  survey  of  national  experts, including  city and  transportation planners and  consultants, and pedestrian advocates,  regarding  their importance to pedestrian environmental quality.  To create the overall Street Segment, Intersection and other  Domain  PEQI  scores  (see  Table,  above),  SFDPH  aggregates  the  Indicator  Response  Category Weighted Scores and standardizes those PEQI summary scores so that the maximum score  is “100” by multiplying that summed total by the corresponding Domain or Street Segment (Overall) weight.    PEQI  scores  reflect  the  degree  to which  environmental  factors  supportive  of walking  and pedestrian safety  have  been  incorporated  into  street  segment  and  intersection  design.    The  PEQI  scores  street segments and  intersections separately, on a scale from 0  ‐100.   SFDPH  is currently using the following categories for scoring, a priori, with equal intervals of 20 points for all categories:   

100‐81 = highest quality, many important pedestrian conditions present ‐ “Ideal” 

80‐ 61 = high quality, some important pedestrian conditions present ‐ “Reasonable” 

60‐ 41 = average quality, pedestrian conditions present but room for improvement  ‐“Basic” 

40‐ 21 = low quality, minimal pedestrian conditions – “Poor” 

20 and below = poor quality, pedestrian conditions absent – “Not Suitable for Pedestrians”  Detailed information regarding the indicator scores and this overall scoring approach is provided in the online report referenced above.  A reliability study of the PEQI is currently underway.  The next section includes a detailed summary of the PEQI analyses and findings for the Road Pricing HIA.         

Page 115: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

Appendix F.  Methods and Analyses:  Pedestrian Environmental Quality Index (PEQI) 

Analysis:  Inside the Congestion Pricing Zone  Figure A.  Pedestrian Environmental Quality in the Congestion Pricing Zone 

 

South of Market 

In South of Market 198 intersections and 646 street segments were assessed using the PEQI (see Figure 

A). The average PEQI intersection score was 28, which was the lowest score in the survey for area. Over 

60 percent of  the  intersections  lack basic pedestrian amenities and engineering countermeasures and 

were ranked “not suitable for pedestrians” by the PEQI (red intersections). Many of these intersections 

are  junctions with  short  streets  and  alleys where  there  are  no  crosswalks,  signals,  or  signs warning 

pedestrians to look for cars; in some cases additional pedestrian infrastructure might be appropriate and 

in other places not, based on  factors  including existing and projected pedestrian and  traffic volumes. 

The  average  PEQI  street  score  for  the  streets was  47,  also  the  lowest  scoring  neighborhood  in  this 

survey.  Twenty‐five  percent  of  the  streets were  ranked  “poor”  (orange  streets)  or  “not  suitable  for 

pedestrians” (red streets). Many of the street segments that ranked “poor” are near the freeway, with 

Page 116: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

Appendix F.  Methods and Analyses:  Pedestrian Environmental Quality Index (PEQI) 

high  traffic  volumes  and  no  traffic  calming.  Harrison  is  one  street  in  particular  that  scored  poorly 

throughout South of Market.  

Tenderloin 

In Tenderloin 65 intersections and 216 street segments were assessed using the PEQI (see Figure A). The 

average PEQI  intersection score was 49. The majority of  the  intersection had “reasonable” pedestrian 

conditions (light green) or “basic” (yellow, scores in the mid‐range).  There were three intersections on 

O’Farrell Street which ranked “not suitable for pedestrians” (red intersections). These intersections were 

uncontrolled  intersections,  without  crosswalk,  traffic  calming,  pedestrian  countermeasures  and  all 

missing curb ramps. The average PEQI street score for the streets was 52, with the majority of streets 

having  “basic”  conditions  (yellow  streets).  There  was  one  segment  of Macallister  Street which was 

ranked “not suitable for pedestrians” (red street) due to missing sidewalks and no pedestrian amenities.  

Civic Center 

In Civic Center 58  intersections and 206 street segments were assessed using the PEQI  (see Figure A).  

The average PEQI score for the  intersections was 42, with approximately one third of the  intersections 

lacking basic pedestrian amenities and engineering countermeasures and were ranked “not suitable for 

pedestrians”  by  the  PEQI  (red  intersections).  The majority  of  these  intersections were  uncontrolled 

intersections,  without  crosswalk,  pedestrian  counter  measures  and  missing  curb  ramps.  The 

neighborhood streets have mostly “basic” (yellow streets) pedestrian environmental conditions with an 

average score of 53. The streets that ranked poorly (orange streets) were all short streets and alleys. 

Lower Nob Hill/Cathedral Hill/Lower Pacific Heights 

In the Lower Nob Hill Area 65 intersections and 214 street segments were assessed using the PEQI (See 

Figure A). The average PEQI score for the intersections was 39, with half of the intersections ranked “not 

suitable  for  pedestrians”  (red  intersections)  or  “poor”  (orange  intersections)  by  the  PEQI.  These 

intersections were all uncontrolled  intersections without crosswalks, curb  ramps and very  little  traffic 

calming  or  pedestrian  countermeasures.  The  streets  have mostly  “basic”  pedestrian  environmental 

conditions  (yellow, scores  in  the mid‐range) with an average score of 54.   There were 12 streets  that 

ranked “poor” (orange streets), this included Austin Street and several other alleys and short streets. 

Downtown/Union Square 

In the Downtown/Union Square area 60 intersections and 208 street segments were assessed using the 

PEQI  (See Figure A). The average PEQI  score  for  the  intersections was 38, with half  the  intersections 

ranked “not suitable  for pedestrians”  (red  intersections) or “poor”  (orange  intersections) by  the PEQI. 

Many of these intersections are on Bush Street or around Union Square. The streets have mostly “basic” 

(yellow  streets)  and  “reasonable”  (light  green  streets)  pedestrian  environmental  conditions with  an 

average  score of 55. There are  two  segments on Bush Street and  several  shorter  streets  that  ranked 

“poor” (orange street). 

Page 117: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

Appendix F.  Methods and Analyses:  Pedestrian Environmental Quality Index (PEQI) 

Financial District  

In  the  Financial District 60  intersections  and 150  street  segments were  assessed using  the PEQI  (see 

Figure A). The average PEQI  score  for  the  intersections was 43, with most  intersections having “basic 

conditions”  (yellow,  scores  in  the  mid‐range).  The  intersections  that  ranked  “not  suitable  for 

pedestrians”  (red  intersections)  were  mostly  between  1st  Street  and  New Montgomery  Street  and 

several  intersections  on  Bush  Street,  the  majority  of  which  were  uncontrolled  intersections.    The 

average PEQI score for the streets was 56, with approximately 75 percent of the streets having either 

“basic” (yellow streets) or “reasonable” pedestrian conditions  (light green streets). There were several 

street segments around the Transbay Terminal that scored poorly, but can be partly contributed to the 

construction.   

Rincon Hill 

In Rincon Hill 26 intersections and 92 street segments were assessed using the PEQI (see Figure A).  The 

average PEQI score for the intersections was 45, approximately a third of the intersections which ranked 

“not suitable for pedestrians” (red  intersections) or “poor” (orange  intersections) by the PEQI were all 

centered on  alleys  and  freeway on  and off  ramps. The PEQI  score  for  the  streets was 47. While  the 

majority of  the  streets had  “basic”  (yellow  streets) and  “reasonable”  (light green    streets) pedestrian 

quality,  there were seven  streets  that did not have sidewalks and  five streets  that had sidewalks  less 

than  five  feet  wide.  The  majority  of  streets  ranked  “poor”  (orange  streets)  or  “not  suitable  for 

pedestrians” (red streets) were in close proximity to freeway on and off ramps. 

South Beach 

In South Beach 25 intersections and 96 street segments were assessed using the PEQI (see Figure A). The 

average PEQI  score  for  the  intersections was 35, approximately half of  the  intersections  ranked  “not 

suitable for pedestrians” (red intersections). These intersections tended to be uncontrolled intersections 

connected  to  alleys.  The  PEQI  score  for  the  streets was  51;  the majority  of  the  streets  that  ranked 

“poor”  (orange streets)  in  this neighborhood were alleys. There were also several street segments on 

Brannan  Streets  that  scored  “poor”  (orange);  all  of  these  street  segments  had  major  sidewalk 

impediments. 

North Beach/Chinatown  

In North Beach/Chinatown 57 intersections and 200 street segments were assessed using the PEQI (see 

Figure A). The average PEQI score for the intersections was 33. As illustrated in the maps, almost half of 

the  intersections  lack basic pedestrian  amenities  and engineering  countermeasures  and were  ranked 

“not suitable for pedestrians” by the PEQI (red intersections). Many of these intersections are junctions 

with  short  streets  and  alleys, but  there were  also  low  scoring  intersections  on major  roads,  such  as 

Powell  Street,  Stockton  Street  and  Grant  Avenue.    The  PEQI  score  for  the  streets  was  53.  The 

neighborhood  streets have mostly “basic”  (yellow,  scores  in  the mid‐range) pedestrian environmental 

conditions.   A few have poor pedestrian conditions (orange), such as Broadway Street between Mason 

Street and Powell Street, one segment of Powell Street and some of the alleys.  

Page 118: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

Appendix F.  Methods and Analyses:  Pedestrian Environmental Quality Index (PEQI) 

 

Analysis:  Outside the Congestion Pricing Zone 

Figure B.  Pedestrian Environmental Quality along Geary Boulevard 

 

Inner Richmond 

In  the  Inner Richmond  78  intersections  and  230  street  segments were  assessed using  the  PEQI  (See 

Figure  B). Over  half  the  intersections were  ranked  to  have  “reasonable”  pedestrian  conditions  (light 

green) or “basic”  (yellow, scores  in  the mid‐range) pedestrian quality. Nine  intersections were  ranked 

“not  suitable  for  pedestrians”  (red  intersections).    Many  of  these  intersections  were  uncontrolled 

intersection  and  lacked  basic  pedestrian  amenities  and  engineering  countermeasures  .The 

neighborhood streets have mostly “basic” (yellow streets) pedestrian environmental conditions with an 

average  score  of  55. One  street,  Park  Presidio  Boulevard  ranked  “not  suitable  for  pedestrians”  (red 

street). This street lacked sidewalks, was a multi‐lane road and had high traffic volumes. 

Page 119: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

Appendix F.  Methods and Analyses:  Pedestrian Environmental Quality Index (PEQI) 

Figure C.  Pedestrian Environmental Quality in the Castro and the Mission 

 

Mission Dolores/Castro/Duboce Triangle  

In  the Mission Dolores/Castro/Duboce  Triangle  area  71  intersections  and  210  street  segments were 

assessed using the PEQI  (See Figure C). The average PEQI score for the  intersections was 40, although 

over half of the  intersections have “not suitable for pedestrians”  (red  intersections) or “poor”  (orange 

streets)  environmental  quality. Many  of  these  intersections were  uncontrolled  intersections without 

crosswalks.    The  PEQI  score  for  the  streets was  55.  The  neighborhood  streets  have mostly  “basic” 

(yellow, scores in the mid‐range) and “reasonable” pedestrian conditions (light green). A few have poor 

pedestrian conditions (orange), such as Guerrero Street between 18th Street and 20th Street and some 

of the alleys. 

Mission 

In The Mission 35  intersections and 124  street  segments were assessed using  the PEQI. The average 

PEQI  score  for  the  intersections  was  39.  Over  half  of  the  intersections  have  “not  suitable  for 

Page 120: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

Appendix F.  Methods and Analyses:  Pedestrian Environmental Quality Index (PEQI) 

pedestrians”  (red  intersections)  or  “poor”  (orange  intersections)  environmental  quality.  These 

intersections are spread through the Mission on 23rd Street through 26th Street. The PEQI score for the 

streets was  52, with most  of  the  streets  having  “basic”  (yellow,  scores  in  the mid‐range)  pedestrian 

environmental conditions. The streets that ranked poor (orange streets) were mostly alley streets with 

missing sidewalks. 

 

REFERENCES 

i SFDPH.  The Pedestrian Environmental Quality Index. 2010.  Available at:  www.sfphes.org/HIA_Tools_PEQI.htm. ii SFDPH.  Pedestrian Environmental Quality Index (PEQI) Survey Form.  Available at:  http://www.sfphes.org/publications/PEQI_Survey_Form.pdf.

Page 121: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

Appendix G.  Methods:  Vehicle‐Cyclist Injury Collision Impacts 

Summary:   We estimated city‐wide changes  in vehicle‐cyclist  injury collisions using an accident 

prediction equation derived from studies of vehicle‐cyclist collisions and published  in the peer‐

reviewed  journal Accident Analysis & Prevention  (Elvik 2009).   The equation requires only  two 

parameters – existing and future motor vehicle trips, and existing and future bicycle trips.  

 

1.  2005 Conditions: Vehicle‐Cyclist Injury Collisions, Citywide and in the Cordon Zone 

We estimated vehicle‐cyclist  injury collisions for 2005 baseline conditions citywide using actual 

reported  collisions  in  collision  data  from  the  Statewide  Integrated  Traffic  Records  System 

(SWITRS) which  contains data on  reported  vehicle  collisions on public  roadways  (CHP, 2008).  

SWITRS  vehicle‐cyclist  injury  collision  data were  imported  into ArcGIS  (version  9.2;  ESRI  Inc., 

Redlands,  California,  USA)  and  geocoded  to  the  intersection  of  the  reported  primary  and 

secondary  streets  (exact  street  address  is  not  collected).   We  excluded  non‐injury  collisions 

which  are  reported  as  “Property  Damage  Only”.   We  included  collisions  resulting  in  cyclist 

injuries and/or fatalities, hereafter referred to as “vehicle‐cyclist injury collisions”.   

 

2.  2015  Conditions  (Business  As  Usual  (BAU),  Road  Pricing  (RP)):    Estimating  Changes  in 

Vehicle‐Cyclist Injury Collisions, Citywide and in the Cordon Zone 

We estimated future vehicle‐cyclist injury collisions using an accident prediction model equation 

derived  from  studies  of  vehicle‐cyclist  collisions  and  published  in  the  peer‐reviewed  journal 

Accident  Analysis  &  Prevention.a   Model  inputs  are  the  number  of motor  vehicles  and  the 

number of cyclists in the different study scenarios, as detailed in the following equation: 

   

% Change in Vehicle‐Cyclist Collisions =     (MVt2)0.7(CYCt2)

0.5  

            (MVt1)0.7(CYCt1)

0.5 

Where: 

  MV =   Number of motor vehicle trips 

  CYC =   Number of Cyclist trips 

  t1 =  Time period 1  

  t2 =  Time period 2 

 

We used this equation to estimate percent change in collisions from 2005 – 2015 BAU and from 

2015 BAU – 2015 RP, based on projected changes  in motor vehicle and cyclist trips using data 

outputs  from  the  San  Francisco  County  Transportation  Authority’s model.   We  then  applied 

those percentages to the above 2005 conditions data to estimate absolute changes  in vehicle‐

cyclist injury collisions citywide and in the cordon zone. 

 

We  also  conducted  sensitivity  analyses  of  the model  estimates  consistent with  Elvik  (2009), 

varying the exponents as follows: MV = 0.8, CYC = 0.4;  MV = 0.6, CYC = 0.7, and obtained very 

similar estimates in the same direction of change.   

  

Page 122: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

Appendix G.  Methods:  Vehicle‐Cyclist Injury Collision Impacts 

REFERENCES  

a Elvik R. The non‐linearity of risk and the promotion of environmentally sustainable transport. Accident Analysis & Prevention. 2009;41:849‐855. 

Page 123: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

Appendix H.  Methods:  Health Effects Characterization and Uncertainty Assessment  Summary:  Following is an excerpt from Health Impact Assessment: A Guide for Practiceadescribing the approach used to characterize estimated health effects and uncertainties for this HIA. 

Characterizing expected effects on health  

After the assessment team has gathered information and evidence and conducted analysis using data, they

will next need to synthesize their findings into a characterization of the expected health effects. There is no

gold standard for health effects characterizations in HIA and these characterizations are not testable or

falsifiable. The validity of characterizations rest on whether the assessment team’s judgments are plausible,

based on sound evidence, applies logical reasoning, and acknowledges data limitations and uncertainties.

(Veerman 2007; Petticrew 2007)

Four important and commonly described characteristics of health effects include likelihood, severity,

magnitude, and distribution. The likelihood of an effect represents the degree of certainty that it will

occur; likelihood is high when there is an established cause and effect relationship. The severity of a health

effect indicates its importance and intensity; for example, a disabling or life-threatening injury is more

severe than a self-limited infection. The magnitude represents how much a health outcome might change

as a result of a decision course of action. A magnitude may include the expected change in the population

frequency of symptoms, disease, illness, injury, disability, or reduced life-expectancy and is typically

estimated function of several factors including (1) the size of the population, (2) the baseline frequency of

disease, injury, illness, or mortality in the population, (3) the size of the change in the health risk or

resilience factor, and (4) the size or strength of association between an affected health risk factor and

health outcomes (e.g. the relative risk). The distribution of effects reflects whether they are shared fairly

among the affected populations. Each health effect characterization has a related assessment of the

uncertainty or limitations. (See step on uncertainty below)

In practice, these characteristics can be subject to varied interpretation both among members of the

assessment team and among stakeholders and decision-makers. Consequentially, discussion and debate on

the meaning and sufficiency of the characteristics and the evidence required to make a particular

characterization should be considered a necessary and useful part of a transparent HIA process.

Effect characterization in HIA may benefit from a common typology or nomenclature. The scheme

described in the table below provides one typology that can be used or adapted for diverse types of HIA.

In any such scheme, each health effect analyzed in HIA needs to be separately characterized. The HIA

should also explain where one or more health effect characteristics cannot be provided. Health effect characteristics and their interpretation

Likelihood How certain is it that the decision will effect health determinants or

outcomes irrespective of the frequency, severity, or magnitude Unlikely/ Implausible Logically implausible effect; substantial evidence against mechanism of effect

Possible Logically plausible effect with limited or uncertain supporting evidence Likely Logically plausible effect with substantial and consistent supporting evidence

and substantial uncertainties Very Likely / Certain Adequate evidence for a causal and generalizable effect

Insufficient Evidence / Not Evaluated

--

Page 124: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

Appendix H.  Methods:  Health Effects Characterization and Uncertainty Assessment  Severity How important is the effect with regards to human function, well being,

or longevity, considering the affected community’s current ability to manage the health effects

Low Acute, short term effects with limited and reversible effects on function, well-being, or livelihood that are tolerable or entirely manageable within the capacity of the community health system.

Medium Acute, chronic, or permanent effects that substantially affect function, well-being, or livelihood but are largely manageable within the capacity of the community health system; OR Acute, short-term effects on function, well-being, or livelihood that are not manageable within the capacity of the community health system

High Acute, chronic, or permanent effects that are potentially disabling or life-threatening, regardless of community health system manageability; OR Effects that impair the development of children or harm future generations.

Insufficient Evidence / Not Evaluated

--

Magnitude How much will health outcomes change as a result of the decision (i.e.,

what is the expected change in the population frequency of the symptoms, disease, illness, injury, disability, or mortality).

Limited A change of less than 1/10th of one percent in the population frequency of a health endpoint

Moderate A change of between 1/10th to one percent in the population frequency of a health endpoint

Substantial A change of greater than one percent in the population frequency of a health endpoint

Insufficient Evidence / Not Evaluated

--

Distribution Will the effects, whether adverse or beneficial, be distributed equitably

across populations. Will the decision reverse or undo baseline or historical inequities.

Disproportionate harms

The decision will result in disproportionate adverse effects to populations defined by demographics, culture, or geography

Disproportionate benefits

The decision will result in disproportionate beneficial effects to populations defined by demographics, culture, or geography

Restorative equity effects

The decision will reverse or undo existing or historical inequitable health-relevant conditions or health disparities

Insufficient Evidence / Not Evaluated

--

All health effect characterization should be supported with specific evidence.  

 

Page 125: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

Appendix H.  Methods:  Health Effects Characterization and Uncertainty Assessment  Describing Sources of Uncertainty 

HIA should always assess how gaps in evidence or assumptions may affect the

confidence in the characterization of health effects. Each fact used in

supporting an inference is a potential source of uncertainty. For example,

uncertainties in the baseline frequency of disease, the distribution of exposure,

or the relationship between exposure and disease all generate uncertainty in

health effect estimates derived from these parameters. Common simplifying

assumptions, for example, populations affected by a decision are similar to

study populations, may also be important sources of uncertainty.

A straightforward approach to characterizing the level confidence is to

identify each parameter that contributes to the effect characterization and

then to describe qualitatively the uncertainty in that parameter, explaining

how it may vary (be over- or under-estimated) and describing the influence of

such variation on the health effect conclusions. Table 6, below, illustrates the

conclusions of such an uncertainty analysis using the hypothetical example of

an HIA conducted on automated speed enforcement cameras discussed above.

When making quantitative estimates, sensitivity analysis (SA) can help

examine the relative importance of uncertain data inputs on predicted outcomes. While SA can employ

various techniques, a general approach is estimating effects while varying parameters that are considered to

be uncertain. Uncertainty in Health Effect Characterization of Automated Speed Enforcement

Health Effect Characteristic

Factors affecting certainty Confidence Level

Likelihood Established physical explanation of effects Consistent findings of empirical studies in diverse urban

contexts Effects in prospective interventions

High

Severity None High Magnitude Exposure Assessment

Distribution based on measured speed on a sample of 25, 30, and 35 mph city streets

Speeds aggregated into five mph increments Measures may under-represent high speed and volume

streets Distribution of measured speed may underestimate or

overestimate distribution of impact speed Baseline Disease Prevalence Pedestrian injury collisions are often under-reported Exposure Response Functions Speed-collision ERF not specific to pedestrian injury

collisions Speed-collision ERF not validated in study location Speed-severity ERF not validated in study location

Moderate

Distribution Not assessed N/A

In many ways, the task of

prediction in HIA is

analogous to the task of

diagnosis and prognosis

in clinical medical

practice where a

practitioner applies

training and experience, a

patient’s history, and

diagnostic tests. Prognosis

in medicine assumes

uncertainty and the

possibility of error, the

need for monitoring, and

f dj

Page 126: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

Appendix H.  Methods:  Health Effects Characterization and Uncertainty Assessment 

REFERENCES 

a Bhatia R. 2011.  Health Impact Assessment: A Guide for Practice. 

Page 127: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

Appendix I.  San Francisco Planning Neighborhood Boundaries and Names  

 

 Neighborhood boundaries defined by the San Francisco Planning Department. 

Page 128: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

 Attachment A 

Page 129: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

Congestion pricing involves charging drivers a user fee to drive in specific, congested areas, and using the revenue generated to fund transportation improvements, such as better transit service, road improvements, and bicycle and pedestrian projects. The Mobility, Access, and Pricing Study (MAPS) examines the feasibility of a congestion pricing program in San Francisco, finding that it could be a highly effective way to manage our transportation system more efficiently and support the city’s future growth plans.

A solution for San Francisco’s congestion problemPeak-period traffic congestion in the city’s core areas negatively impacts our transportation system. During rush hour, congestion makes travel by both automobile and transit slow, with average auto speeds at 10 mph and average transit speeds at 8 mph in much of the downtown areas (see map, right). Congestion is already a problem today, and the city has ambitious growth plans for the future. Unless bold measures are taken, our streets will be unable to accommodate this growth without traffic coming to a standstill. A mobility and pricing program would send a signal to drivers to consider alternatives to driving in the peak and generate significant new revenue that would greatly improve transit service and the road network in San Francisco. Benefits from a potential congestion pricing program would include:

• 12% fewer peak period vehicle trips• 21% reduction in vehicle hours of delay• 5% reduction in greenhouse gases citywide• $60–80 million in annual net revenue for mobility improvements• 20–25% transit speed improvement• 12% reduction in pedestrian incidents

Given the high level of innovation associated with a congestion pricing program, a measured way to move forward is through a pilot project. A pilot would operate for 6–12 months and allow for real-time evaluation before the city considers anything permanent. Even then, several steps would be required before an implementation decision could be made.

Fact SheetLAST UPDATED

December 2010SAN FRANCISCO COUNTY TRANSPORTATION AUTHORITY

Mobility, Access, and Pricing Study

Revenues generated by congestion pricing would fund transportation improvements, such as better transit service, road improvements, and bicycle and pedestrian projects.

Contact Us!• www.sfmobility.com

• www.facebook.com/sfmobility

• www.twitter.com/sanfranciscota

[email protected]

• 415.522.4819

• San Francisco County Transportation Authority 100 Van Ness Avenue, 26th Floor San Francisco, CA 94102 Attn: MAPS study

SOURCE: SFMTA APC data, 2007, and SFCTA LOS Monitoring, 2009.

Average travel speeds, PM peak hour

Page 130: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

Congestion pricing and equityFor several reasons, we are confident that a congestion pricing program will not have an undue impact on low-income individuals:

• The Study recommends a 50% discount for low-income travelers;

• Only approximately 5% of peak-period travelers to downtown San Francisco are drivers with annual household incomes lower than $50,000;

• Support for studying a San Francisco congestion pricing program is highest among low-income Bay Area residents;

• Many of low-income travelers in the Bay Area are already on transit; congestion pricing will get transit moving faster, bringing all travelers faster, more reliable travel times.

Congestion pricing and the economyThe Study analyzed economic impacts of a program, finding that the program would have a neutral to positive impact for the following reasons:

• Congestion pricing would alleviate the severe economic costs caused by congestion in San Francisco today. More than half of the travel time for the average Bay Area auto trip can be attributed to congestion delay, translating to a cost of almost $7 per trip in travel time lost due to congestion, or over $2 billion for individuals and businesses in 2005. This is time and money that can be better used by Bay Area residents.

• More foot traffic is expected downtown, which could lead to more retail activity within the congestion pricing zone, as was the case when London and Stockholm implemented congestion pricing programs.

Effective ScenariosMAPS has identified three high-performing scenarios, each of which would be accompanied by substantial up-front transit improvements in corridors impacted by the fee. A future phase of the study will exclude additional analysis of the Southern Gateway scenario but will include designing an additional scenario that could achieve comparable benefits through a combination of downtown parking management policies and a modified cordon.

1. The AM/PM Northeast Cordon would collect $3/crossing from cars entering or leaving the zone in both AM and PM peak hours (capped at $6/day).

2. The PM-Outbound Northeast Cordon would collect $6/day from cars leaving the zone in the outbound direction during PM peak hours.

3. The Southern Gateway would collect $3/crossing from cars crossing the San Francisco-San Mateo county line in both directions in both AM and PM peak hours (capped at $6/day). It would also include increased parking rates downtown.

What does the public think? We have conducted four rounds of outreach over the course of the Study, reaching over 1,000 Bay Area residents through workshops, webinars, polls, focus groups, and other means.

Feedback from the most recent round of public meetings suggests support for continued evaluation of congestion pricing.

Permanent: I support implementing a permanent program.

Pilot: I prefer a pilot program approach.

Modified: I could support congestion pricing with modifications.

Not sure: I’m not sure yet/undecided/need more information.

Different solution: I prefer another solution.

2010 2011 2012 2013 2014 2015

Fall 2010–2011 Implement and

evaluate SFpark (SFMTA) and other

near-term projects.

2011–2013 Environmental analysis, system design; legislative authorization

2013–2014 Final Design and Procurement

2014–2015 Construction of system and capital improvements; additional transit services

2015 Potential implementation

IMPLEMENTATION DECISION

TimelineOn December 14, 2010, the Transportation Authority Board unanimously approved the MAPS Final Report and voted 8–3 in favor of pursuing additional study of the concept, excluding the Southern Gateway scenario.San Francisco is still in the early stages of exploring pricing and there are many steps before a decision will be made. tt

Winter 2010 Board adoption of MAPS final report

Excluded from further study

Page 131: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

 Attachment B 

Page 132: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

The San Francisco Model... in Fifteen MinutesWinter 2011

Usage Example: Golden Gate Bridge Destinations

Trips Diverted from Van Ness Avenue, with BRT Project

Usage Example: Trip Diversions from Van Ness Avenue, with Bus Rapid Transit (BRT) Project

Van Ness Diversions, 2010 Base to 2010 Project

Change in Volume at California St. 1700 100%

Traffic diverted onto:Parallel streets in corridor 800 47%Transit or suppressed trips 73 4%Parallel streets outside corridor 827 49%

Of traffic on streets outside corridor:About 1/2 are way beyond corridor (19th Ave, Kezar, etc.) 24%About 1/2 are evenly distributed across grid network 25%

Trips Diverted from Van Ness Avenue, with BRT Project (PM)

Thus about half of the traffic on Doyle westbound comes from

Van Ness Corridor. At Lombard, 60% of northbound

traffic on Van Ness is destined for Doyle Drive. At Grove, only

14% is destined for Doyle.

Green shows streets with less traffic.

Purple shows streets with more traffic.

The removal of one lane of through traffic from Van Ness is a 1/3 reduction in capacity on that roadway. The remaining two lanes are only slightly more congested – 71% of volume remains.

Due to the dense grid system and availability of wide parallel streets, the other streets within the corridor absorb almost 50% of the diverted traffic.

Other city streets absorb the remainder.

Regional Trips Local Trips Total

Divertible 1,823 (19%) 3,168 (33%) 4,991 (52%)Not Divertible 1,352 (14%) 3,239 (34%) 4,591 (48%)Total 3,175 (33%) 6.407 (67%) 9,582 (100%)

Doyle Drive Users (PM)

Less than 5% of vehicles on Doyle Drive (the access road connecting the Golden Gate

Bridge to the Marina District in San Francisco) are

traveling to or from the East Bay or South Bay.

The remainder are using Doyle to travel either across

town or over the Golden Gate Bridge. Less than 25% come

from Van Ness Avenue. Almost 30% use Franklin

Street.

How can models help us test policy questions? System efficiency... pricing strategies... demographic impacts... equity...

Models are just one tool in the planner’s kit that lets us compare alternatives, estimate impacts, assess ridership and benefit, and determine winners and losers.

No one tool can do everything – and no tool anywhere can replace good planning judgment. But, an effective model, used properly, is a sharp tool for decisionmaking.

Trip Based Models: Your Father’s Travel Forecasting Approach

Generation

What kinds of trips?How many?

Assignment

What specific route?

Mode Choice

What mode?Transit, Auto, Carpool

Nonmotorized?

Distribution

From where to where?

Tour Based Models:

Criticisms: No relationship between trips (in space, time, or mode!); nonmotorized modes usually missing; biased due to “zonal” aggregation

Tour based models predict activities, locations, and times.

A tour is an entire chain of trips, from a primary origin to all destinations, and then back to the primary origin.

Using chains means trips now have relationships:

(1) Primary Destination versus intermediate stops

(2) Consequences of mode availability: e.g. trip mode depends on the full tour mode:Leaving the car at home? Then no driving for any trip on that tour.

(3) Based on activity diaries for the household ... travel is implicit.

(4) More able to test key policy questionsno non-home-based trips e.g. system efficiency, pricing strategies,demographic impacts.

HOME

WORK

INTERMEDIATE STOP

EN ROUTE TO WORK

WORK-BASEDSUB-TOUR

DESTINATION

SECONDARYHOME-BASED TOUR

DESTINATION

1

7

6

5

4 3

2

= Tour

= Trip

Number indicates trip order

PRIMARY TOUR:Home-based Work

WORK-BASEDSUB-TOUR

SECONDARY HOME-BASED

TOUR HOME

WORK

INTERMEDIATE STOP

EN ROUTE TO WORK

WORK-BASEDSUB-TOUR

DESTINATION

SECONDARYHOME-BASED TOUR

DESTINATION

11

77

66

55

44 33

22

= Tour

= Trip

Number indicates trip order

= Tour

= Trip

Number indicates trip order

PRIMARY TOUR:Home-based Work

WORK-BASEDSUB-TOUR

SECONDARY HOME-BASED

TOUR

Page 133: Health Effects of Road Pricing In San Francisco, California · 2016-07-31 · Rajiv Bhatia Project Manager and Co‐Principal Investigator: Megan Wier Project Research Staff: Jennifer

Microsimulation of Individual Behavior

While trip-based models aggregate travel into “zones” and then predict fractional probabilities for each zone and market segment, the San Francisco tour-based model simulates travel choices for every person in every household in the city.

The SF Model uses microsimulationof a “synthetic” population to do this. The dataset is “just like” the real people in San Francisco – based on recent U.S. Census data.

Trip Based Models:

Each market segment isa new set of trip tables.

Rows and columnsrepresent the “zones”that encompass the city.

Household Person Income Jobs Gender Age1 1 3 1 0 24

1 2 3 1 0 23

1 3 4 0 1 3

2 1 2 2 0 32

2 2 3 1 1 34

3 1 3 1 1 56

3 2 1 2 1 49

3 3 2 0 0 15

3 4 3 0 1 18

Tour Based Models:

Each market segment isa new column.

Every “synthetic” person in every household is present in the datafile and is modeled individually.

Model Development

Complete:

Value of time heterogeneity added for pricing sensitivityExpanded geographic bounds from San Francisco to whole Bay AreaUpdated accessibility variables

In development:

Bike Route Choice (mode choice sensitive to bike facilities, etc.)Land use growth allocation modelDynamic Traffic Assignment – Accounting for queues, bottlenecks, signal timingTravel Demand Management (TDM) Policies (i.e. fare subsidies)Discrete representation of Parking

Soon:

Refresh underlying data with Census/Survey data

Full-Day TourPattern Models

Time of DayModels

WorkplaceLocation Model

Vehicle AvailabilityModel

Nonwork TourDestination Choice

Models

Tour Mode ChoiceModels

Intermediate StopChoice Models

Trip Mode ChoiceModels

HighwayAssignment byTime Period (5)

TransitAssignment byTime Period (5)

Visitor Trip ModeChoice Model

Visitor Trip andDestination Choice

Model

LogsumVariables

AccessibilityMeasures

Zonal DataPopulationSynthesizer

Regional TripTables for NonSF

Trips

LogsumVariables

All Models

NetworkLevel of Service

All RemainingModels

Trip Diary Records

Person Records

Trip Tables

SF-CHAMP Model Process Diagram